JP5137418B2 - Semiconductor device - Google Patents

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Description

本発明は受光した光を電気信号に出力する光電変換装置、及び光電変換装置を有する半導体装置に関する。   The present invention relates to a photoelectric conversion device that outputs received light to an electrical signal, and a semiconductor device having the photoelectric conversion device.

電磁波の検知に使われる光電変換装置として、紫外線から赤外線にかけて感度を有するものは総括して光センサとも呼ばれている。その中で、波長400nm〜700nmの可視光線領域に感度を持つものは可視光センサとも呼ばれ、生活環境に応じて照度調整やオン/オフ制御などが必要な機器類に数多く用いられている(例えば、特許文献1参照)。   As photoelectric conversion devices used for detecting electromagnetic waves, those having sensitivity from ultraviolet rays to infrared rays are collectively called optical sensors. Among them, those having sensitivity in the visible light region with a wavelength of 400 nm to 700 nm are also called visible light sensors, and are used in many devices that require illuminance adjustment and on / off control according to the living environment ( For example, see Patent Document 1).

カラーセンサを単結晶珪素(単結晶シリコン(Si))を用いて作製する場合、単結晶珪素基板の表面側で受光するため、カラーフィルタは基板の最表面に設置される。また、単結晶珪素を用いたカラーセンサは、赤外線カットフィルタを用いて赤外線の吸収を防ぎ、所望の分光感度を持つように作製されていることが多い。   In the case where the color sensor is manufactured using single crystal silicon (single crystal silicon (Si)), since the light is received on the surface side of the single crystal silicon substrate, the color filter is disposed on the outermost surface of the substrate. Further, a color sensor using single crystal silicon is often manufactured so as to prevent infrared absorption using an infrared cut filter and to have a desired spectral sensitivity.

一方、非晶質珪素(アモルファスシリコン(a−Si))を用いてセンサを作製する場合、基板上に非晶質珪素膜を成膜できるため、基板表面側からだけでなく、光を基板側から入射させることができる。すなわち基板を透過させてセンサに受光させることができるので、効率的に光の導入ができる。そのため、取り出し電極を光の入射面と別の面に設置でき、センサの小型化を行いやすい。また、非晶質珪素膜は赤外光を吸収しにくいため、赤外線カットフィルタを設ける必要がない。ただし非晶質珪素膜を用いてカラーセンサを作製する場合は、非晶質珪素膜で形成された光電変換層と基板の間にカラーフィルタを設置している。
特開2005−129909号公報
On the other hand, when a sensor is manufactured using amorphous silicon (amorphous silicon (a-Si)), since an amorphous silicon film can be formed on the substrate, light is transmitted not only from the substrate surface side but also from the substrate side. Can be made incident. That is, light can be efficiently introduced because the sensor can receive light through the substrate. Therefore, the extraction electrode can be installed on a surface different from the light incident surface, and the sensor can be easily downsized. Further, since the amorphous silicon film hardly absorbs infrared light, it is not necessary to provide an infrared cut filter. However, when a color sensor is manufactured using an amorphous silicon film, a color filter is provided between the photoelectric conversion layer formed of the amorphous silicon film and the substrate.
JP 2005-129909 A

カラーセンサを作製する際に用いられるカラーフィルタには、銅(Cu)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)などの金属汚染を引き起こす物質が含まれている。センサの光電変換層やトランジスタにこのような物質が混入しないよう、汚染防止をする必要がある。   A color filter used for manufacturing a color sensor contains a substance that causes metal contamination such as copper (Cu), sodium (Na), potassium (K), and the like. It is necessary to prevent contamination so that such a substance does not enter the photoelectric conversion layer and the transistor of the sensor.

本発明では、光電変換層やトランジスタにこのような汚染物質を混入させず、分光感度特性がよく、かつ出力電流にばらつきのない光電変換装置を得ることを課題とする。さらにこのような光電変換装置を有する半導体装置において、信頼性の高い半導体装置を得ることを課題とする。   It is an object of the present invention to obtain a photoelectric conversion device that does not mix such a contaminant into a photoelectric conversion layer or a transistor, has good spectral sensitivity characteristics, and has no variation in output current. Furthermore, it is an object to obtain a highly reliable semiconductor device in a semiconductor device including such a photoelectric conversion device.

カラーフィルタを設けた光電変換装置においては、オーバーコート層を設けることで汚染防止の対策を行うことができる。   In a photoelectric conversion device provided with a color filter, measures for preventing contamination can be taken by providing an overcoat layer.

しかし、その後の工程において、オーバーコート層がエッチングなどで消失した場合、汚染物質が光電変換層に拡散する可能性がある。   However, in the subsequent steps, when the overcoat layer disappears due to etching or the like, contaminants may diffuse into the photoelectric conversion layer.

また、汚染物質の拡散を防ぐために、光電変換層の内側の領域にのみカラーフィルタを設置し、その上にオーバーコート層を形成した場合、オーバーコート層端部と光電変換層端部の間において、カラーフィルタを通過しない光が入射してしまう。このような光でもセンシングされてしまうので、光電変換装置の分光感度特性が悪くなる。   Also, in order to prevent the diffusion of contaminants, when a color filter is installed only in the area inside the photoelectric conversion layer and an overcoat layer is formed thereon, between the overcoat layer end and the photoelectric conversion layer end The light that does not pass through the color filter is incident. Since even such light is sensed, the spectral sensitivity characteristic of the photoelectric conversion device is deteriorated.

また、カラーセンサはその使用用途から特にばらつきを抑える必要があるが、光電変換層として非晶質珪素膜が印刷法を用いたパターンで作製される場合、非晶質珪素膜の面積がばらつきやすく、出力値のばらつきの要因となってしまう。   In addition, the color sensor needs to suppress variation in particular because of its usage, but when an amorphous silicon film is formed as a photoelectric conversion layer with a pattern using a printing method, the area of the amorphous silicon film is likely to vary. As a result, the output value varies.

本発明では、非晶質珪素膜の光電変換層と基板の間に、金属などで遮光層を設け、光電変換層端部付近のみを遮光層で隠す。遮光層の作製には、印刷法よりもデザインルールが細かいフォトリソグラフィーなどで作製することで、フォトリソのばらつきのレベルに入射光のばらつきを抑えることができる。   In the present invention, a light shielding layer is provided with a metal or the like between the photoelectric conversion layer of the amorphous silicon film and the substrate, and only the vicinity of the end portion of the photoelectric conversion layer is hidden with the light shielding layer. For the production of the light shielding layer, the variation in incident light can be suppressed to the level of variation in photolithography by producing the light shielding layer by photolithography having a finer design rule than the printing method.

また、本発明においてカラーフィルタは、少なくとも光が透過する領域の全て及び光電変換層端部より内側に設置されてもよい。またカラーフィルタを覆ってオーバーコート層が形成される。このオーバーコート層は、少なくとも光電変換層の電極との接触部を除いた下面全てと接触するように形成される。これにより、光電変換層である非晶質珪素膜のエッチング工程の際、もしくはそれ以降の工程において、オーバーエッチングによりオーバーコート層がエッチングされてしまっても、カラーフィルタはオーバーコート層に覆われた状態を保つことができるため、汚染を防ぐことができる。   In the present invention, the color filter may be disposed at least inside the entire light transmitting region and the end of the photoelectric conversion layer. An overcoat layer is formed covering the color filter. The overcoat layer is formed so as to be in contact with at least the entire lower surface except the contact portion with the electrode of the photoelectric conversion layer. As a result, the color filter was covered with the overcoat layer even when the overcoat layer was etched by overetching during the etching process of the amorphous silicon film, which is the photoelectric conversion layer, or in the subsequent process. Since the state can be maintained, contamination can be prevented.

また必要であればオーバーコート層上にパッシベーション膜を形成して、光電変換層への汚染物質混入を抑制してもよい。また、カラーフィルタとトランジスタのゲート絶縁膜の間にパッシべーション膜を形成して、トランジスタへの汚染物質混入を抑制しても良い。パッシベーション膜は、窒化珪素、酸化珪素、窒素を含む酸化珪素、又は、酸素を含む窒化珪素を用いて形成すればよい。   Further, if necessary, a passivation film may be formed on the overcoat layer to suppress contamination of the photoelectric conversion layer. In addition, a passivation film may be formed between the color filter and the gate insulating film of the transistor to suppress contamination of the transistor with the contaminant. The passivation film may be formed using silicon nitride, silicon oxide, silicon oxide containing nitrogen, or silicon nitride containing oxygen.

本発明は、遮光層と、一導電型の第1の半導体層と、第2の半導体層と、一導電型と逆の導電型の第3の半導体層を含む光電変換層を有し、遮光層は、少なくとも光電変換層の端部を遮光していることを特徴とする光電変換装置に関するものとである。   The present invention has a photoelectric conversion layer including a light shielding layer, a first semiconductor layer of one conductivity type, a second semiconductor layer, and a third semiconductor layer of a conductivity type opposite to the one conductivity type, The layer relates to a photoelectric conversion device characterized in that at least an end portion of the photoelectric conversion layer is shielded from light.

本発明は、薄膜トランジスタと、遮光層と、一導電型の第1の半導体層と、第2の半導体層と、一導電型と逆の導電型の第3の半導体層を含む光電変換層を有し、遮光層は、少なくとも光電変換層の端部を遮光していることを特徴とする光電変換装置に関するものである。   The present invention includes a photoelectric conversion layer including a thin film transistor, a light shielding layer, a first semiconductor layer of one conductivity type, a second semiconductor layer, and a third semiconductor layer of a conductivity type opposite to the one conductivity type. The light shielding layer relates to a photoelectric conversion device characterized in that at least an end portion of the photoelectric conversion layer is shielded from light.

本発明において、前記遮光層は、導電性を有しており、前記第1の電極と前記第1の半導体層は電気的に接しているものである。   In the present invention, the light shielding layer has conductivity, and the first electrode and the first semiconductor layer are in electrical contact with each other.

本発明において、前記遮光層は、導電性と有しており、前記遮光層と前記光電変換層は、間に形成されている絶縁材料により接していないものである。   In the present invention, the light shielding layer has conductivity, and the light shielding layer and the photoelectric conversion layer are not in contact with each other by an insulating material formed therebetween.

本発明において、前記遮光層は、前記薄膜トランジスタの少なくともチャネル部を遮光しているものである。   In the present invention, the light shielding layer shields at least a channel portion of the thin film transistor.

本発明は、遮光層と、カラーフィルタと、前記カラーフィルタを覆うオーバーコート層と、前記オーバーコート層上に、一導電型の第1の半導体層と、第2の半導体層と、一導電型と逆の導電型の第3の半導体層を含む光電変換層を有し、遮光層は、少なくとも、光電変換層の端部、カラーフィルタの端部、及び、オーバーコート層の端部を遮光していることを特徴とする光電変換装置に関するものである。   The present invention includes a light shielding layer, a color filter, an overcoat layer covering the color filter, a first semiconductor layer of one conductivity type, a second semiconductor layer, and a one conductivity type on the overcoat layer. And a light-shielding layer that shields at least the edge of the photoelectric conversion layer, the edge of the color filter, and the edge of the overcoat layer. The present invention relates to a photoelectric conversion device.

本発明は、薄膜トランジスタと、遮光層と、カラーフィルタと、前記カラーフィルタを覆うオーバーコート層と、前記オーバーコート層上に、一導電型の第1の半導体層と、第2の半導体層と、一導電型と逆の導電型の第3の半導体層を含む光電変換層を有し、遮光層は、少なくとも、光電変換層の端部、カラーフィルタの端部、及び、オーバーコート層の端部を遮光していることを特徴とする光電変換装置に関するものである。   The present invention includes a thin film transistor, a light shielding layer, a color filter, an overcoat layer covering the color filter, a first semiconductor layer of one conductivity type on the overcoat layer, a second semiconductor layer, The photoelectric conversion layer includes a third semiconductor layer having a conductivity type opposite to the one conductivity type, and the light shielding layer includes at least an end portion of the photoelectric conversion layer, an end portion of the color filter, and an end portion of the overcoat layer. The present invention relates to a photoelectric conversion device that is shielded from light.

本発明において、前記薄膜トランジスタのゲート絶縁膜と前記カラーフィルタの間には、パッシベーション層を有するものである。   In the present invention, a passivation layer is provided between the gate insulating film of the thin film transistor and the color filter.

本発明において、前記パッシベーション層は、窒化珪素、酸化珪素、窒素を含む酸化珪素、酸素を含む窒化珪素のいずれか1つである。   In the present invention, the passivation layer is any one of silicon nitride, silicon oxide, silicon oxide containing nitrogen, and silicon nitride containing oxygen.

本発明において、前記遮光層は、前記薄膜トランジスタの少なくともチャネル部を遮光しているものである。   In the present invention, the light shielding layer shields at least a channel portion of the thin film transistor.

本発明において、前記光電変換層の端部は、前記カラーフィルタの端部より外側にあるものである。   In this invention, the edge part of the said photoelectric converting layer exists outside the edge part of the said color filter.

本発明において、前記オーバーコート層の端部は、前記光電変換層の端部より外側にあるものである。   In the present invention, the end portion of the overcoat layer is outside the end portion of the photoelectric conversion layer.

本発明において、前記遮光層は、導電性を有しており、前記遮光層と前記第1の半導体層は電気的に接しているものである。   In the present invention, the light shielding layer has electrical conductivity, and the light shielding layer and the first semiconductor layer are in electrical contact with each other.

本発明において、前記遮光層は、導電性を有しており、前記遮光層と前記光電変換層は、間に形成されている絶縁材料により接していないものである。   In the present invention, the light shielding layer has conductivity, and the light shielding layer and the photoelectric conversion layer are not in contact with each other by an insulating material formed therebetween.

本発明において、前記オーバーコート層は、有機樹脂絶縁材料、無機絶縁材料、又は、有機絶縁材料と無機絶縁材料の積層である。   In the present invention, the overcoat layer is an organic resin insulating material, an inorganic insulating material, or a laminate of an organic insulating material and an inorganic insulating material.

本発明において、前記有機樹脂絶縁材料は、アクリル、又は、ポリイミドであることを特徴とする光電変換装置。   In the present invention, the organic resin insulating material is acrylic or polyimide.

本発明において、前記無機絶縁材料は、窒化珪素、酸化珪素、窒素を含む酸化珪素、又は、酸素を含む窒化珪素のいずれか1つである。   In the present invention, the inorganic insulating material is any one of silicon nitride, silicon oxide, silicon oxide containing nitrogen, or silicon nitride containing oxygen.

本発明において、前記第1の半導体層、第2の半導体層、及び、第3の半導体層のそれぞれは、アモルファス半導体層、又は、セミアモルファス半導体層であるものである。   In the present invention, each of the first semiconductor layer, the second semiconductor layer, and the third semiconductor layer is an amorphous semiconductor layer or a semi-amorphous semiconductor layer.

本発明は、絶縁表面上に、第1の電極と第2の電極と、前記第1の電極と第2の電極との間にカラーフィルタと、前記カラーフィルタを覆ってオーバーコート層と、前記オーバーコート層上に、一導電型を有する第1の半導体膜と、第2の半導体膜と、前記第1の半導体膜とは逆の導電型を有する第3の半導体膜とを有する光電変換層と、前記光電変換層の一方の端部は、前記第1の電極と接しており、前記カラーフィルタの端部は、前記光電変換層の他方の端部より内側にあることを特徴とする光電変換装置に関するものである。   On the insulating surface, the present invention provides a first electrode and a second electrode, a color filter between the first electrode and the second electrode, an overcoat layer covering the color filter, A photoelectric conversion layer having a first semiconductor film having one conductivity type, a second semiconductor film, and a third semiconductor film having a conductivity type opposite to that of the first semiconductor film on the overcoat layer One end portion of the photoelectric conversion layer is in contact with the first electrode, and the end portion of the color filter is located inside the other end portion of the photoelectric conversion layer. The present invention relates to a conversion device.

本発明において、前記絶縁表面とは基板の表面であり、前記基板は、透光性を有するガラス基板または可撓性基板であるものである。   In the present invention, the insulating surface is a surface of a substrate, and the substrate is a light-transmitting glass substrate or a flexible substrate.

本発明において、前記絶縁表面とは、基板上に設けられた絶縁膜の表面であり、前記絶縁膜は、酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒素を含む酸化珪素膜、酸素を含む窒化珪素膜のうちのいずれか1つであるものである。   In the present invention, the insulating surface is a surface of an insulating film provided on a substrate, and the insulating film is a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxide film containing nitrogen, or a silicon nitride film containing oxygen. It is one of them.

本発明は、基板上に、活性層、ゲート絶縁膜、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極を有する薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタの活性層、ゲート絶縁膜、ゲート電極を覆う層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成された、第1の電極及び第2の電極と、前記第1の電極と第2の電極との間にカラーフィルタと、前記カラーフィルタを覆ってオーバーコート層と、前記オーバーコート層上に、一導電型を有する第1の半導体膜と、第2の半導体膜と、前記第1の半導体膜とは逆の導電型を有する第3の半導体膜とを有する光電変換層と、前記光電変換層の一方の端部は、前記第1の電極と接しており、前記カラーフィルタの端部は、前記光電変換層の他方の端部より内側にあることを特徴とする半導体装置に関するものである。   The present invention includes a thin film transistor having an active layer, a gate insulating film, a gate electrode, a source electrode and a drain electrode on a substrate, an interlayer insulating film covering the active layer, the gate insulating film and the gate electrode of the thin film transistor, and the interlayer insulation. A first electrode and a second electrode formed on the film; a color filter between the first electrode and the second electrode; an overcoat layer covering the color filter; and the overcoat A photoelectric conversion layer having a first semiconductor film having one conductivity type, a second semiconductor film, and a third semiconductor film having a conductivity type opposite to the first semiconductor film on the layer; One end portion of the photoelectric conversion layer is in contact with the first electrode, and the end portion of the color filter is located inside the other end portion of the photoelectric conversion layer. Is.

本発明において、前記基板は、透光性を有するガラス基板または可撓性基板であるものである。   In the present invention, the substrate is a light-transmitting glass substrate or a flexible substrate.

本発明において、前記オーバーコート層は、透光性のある有機樹脂絶縁材料であるものである。   In the present invention, the overcoat layer is a light-transmitting organic resin insulating material.

本発明において、前記透光性のある有機樹脂絶縁材料は、アクリルまたはポリイミドであるものである。   In the present invention, the translucent organic resin insulating material is acrylic or polyimide.

本発明において前記オーバーコート層は、透光性のある無機絶縁材料であるものである。   In the present invention, the overcoat layer is a translucent inorganic insulating material.

本発明において、前記透光性のある無機絶縁材料は、窒化珪素、酸化珪素、窒素を含む酸化珪素膜、酸素を含む窒化珪素のいずれか1つであるものである。   In the present invention, the light-transmitting inorganic insulating material is any one of silicon nitride, silicon oxide, a silicon oxide film containing nitrogen, and silicon nitride containing oxygen.

本発明において、前記第1乃至第3の半導体膜のそれぞれは、アモルファス半導体膜またはセミアモルファス半導体膜であるものである。   In the present invention, each of the first to third semiconductor films is an amorphous semiconductor film or a semi-amorphous semiconductor film.

なお本明細書において、半導体装置とは、半導体を利用することで機能する素子及び装置全般を指し、液晶表示装置等を含む電気光学装置およびその電気光学装置を搭載した電子機器をその範疇とする。すなわち本明細書では光電変換装置も半導体装置の範疇であるともいえる。   Note that in this specification, a semiconductor device refers to all elements and devices that function by using a semiconductor, and includes an electro-optical device including a liquid crystal display device and an electronic device including the electro-optical device as its category. . That is, in this specification, it can be said that a photoelectric conversion device is also a category of a semiconductor device.

入射光を下層電極で遮光することにより、フォトダイオードに入射する光のばらつきを抑え、結果として、出力電流のばらつきを減らすことができる。   By shielding the incident light with the lower layer electrode, it is possible to suppress variation in light incident on the photodiode, and as a result, it is possible to reduce variation in output current.

プロセス中において、オーバーエッチングが発生した場合も、カラーフィルタ汚染を防ぐことができ、更に、よい分光感度が得られるため、素子特性の向上ができる。   Even when overetching occurs in the process, contamination of the color filter can be prevented, and further, good spectral sensitivity can be obtained, so that the device characteristics can be improved.

以下に本発明の実施の形態について説明する。ただし本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる。   Embodiments of the present invention will be described below. However, the present invention is not limited to the following description, and it will be easily understood by those skilled in the art that modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments below. Note that in the structures of the present invention described below, the same reference numerals are used in common in different drawings.

[実施の形態1]
本実施の形態を、図1、図2(A)〜図2(B)、図3(A)〜図3(B)、図4(A)〜図4(B)、図5(A)〜図5(B)、図6、図7、図8(A)〜図8(B)、図9(A)〜図9(B)、図12、並びに図18(A)〜図18(D)を用いて説明する。
[Embodiment 1]
This embodiment is described with reference to FIGS. 1, 2A to 2B, 3A to 3B, 4A to 4B, and 5A. FIGS. 5B, 6, 7, 8 </ b> A to 8 </ b> B, 9 </ b> A to 9 </ b> B, 12, and FIGS. D).

ただし本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる。   However, the present invention is not limited to the following description, and it will be easily understood by those skilled in the art that modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments below. Note that in the structures of the present invention described below, the same reference numerals are used in common in different drawings.

図6に本発明の光電変換装置の断面図を示す。本発明の光電変換装置は、絶縁表面100上に、電極101及び電極102、電極101及び電極102の間に形成されたカラーフィルタ103、カラーフィルタ103を覆うように形成されたオーバーコート層104、オーバーコート層104上に形成され、電極101に部分的に接触することにより電気的に接続される光電変換層105を有している。   FIG. 6 shows a cross-sectional view of the photoelectric conversion device of the present invention. The photoelectric conversion device of the present invention includes an electrode 101 and an electrode 102 on the insulating surface 100, a color filter 103 formed between the electrode 101 and the electrode 102, an overcoat layer 104 formed so as to cover the color filter 103, The photoelectric conversion layer 105 is formed on the overcoat layer 104 and is electrically connected by being in partial contact with the electrode 101.

絶縁表面100は基板表面でもよいし、後述するように基板上に設けられた絶縁膜表面でも構わない。基板を用いるときは、透光性を有する、ガラス基板や、可撓性基板を用いてもよい。基板上に設けられた絶縁膜を用いる場合は、基板及び絶縁膜が透光性を有していることが好ましい。このような絶縁膜としては、酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒素を含む酸化珪素膜、酸素を含む窒化珪素膜が挙げられる。   The insulating surface 100 may be the substrate surface or an insulating film surface provided on the substrate as described later. When using a substrate, a light-transmitting glass substrate or a flexible substrate may be used. In the case of using an insulating film provided over a substrate, the substrate and the insulating film preferably have a light-transmitting property. Examples of such an insulating film include a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxide film containing nitrogen, and a silicon nitride film containing oxygen.

なお、光電変換層105への光が絶縁表面100側から入射する場合、絶縁表面100を構成する材料、例えば、基板や絶縁膜は光の透過率が高いことが望ましい。また、絶縁表面100を構成する材料に可視光の範囲の波長に対して、透過波長の選択性を持たせることで、特定の波長範囲に感度を持つ光センサとすることもできる。   Note that in the case where light is incident on the photoelectric conversion layer 105 from the insulating surface 100 side, it is preferable that a material that forms the insulating surface 100, for example, a substrate or an insulating film, has high light transmittance. In addition, by making the material constituting the insulating surface 100 selective to the transmission wavelength with respect to the wavelength in the visible light range, an optical sensor having sensitivity in a specific wavelength range can be obtained.

また、電極101及び電極102として、チタン(Ti)を用いる。電極101及び電極102は導電性があればよく、単層膜でも積層膜でもよい。ただし電極101及び電極102は光電変換層105に対する遮光膜としても働くので、遮光性のある材料を用いる必要がある。   Further, titanium (Ti) is used for the electrode 101 and the electrode 102. The electrode 101 and the electrode 102 are only required to be conductive, and may be a single layer film or a laminated film. However, since the electrode 101 and the electrode 102 also function as a light-shielding film for the photoelectric conversion layer 105, a light-shielding material needs to be used.

カラーフィルタ103を覆うオーバーコート層104は、透光性のある絶縁材料を用いて形成すればよい。例えば、アクリル、ポリイミドというような有機樹脂材料、また窒化珪素、酸化珪素、窒素を含む酸化珪素膜、酸素を含む窒化珪素といった無機材料を用いることが可能である。またこれらの材料を積層した積層膜を用いて形成することが可能である。また電極102は、カラーフィルタ103、絶縁材料を含むオーバーコート層104によって光電変換層105と接しない。   The overcoat layer 104 that covers the color filter 103 may be formed using a light-transmitting insulating material. For example, an organic resin material such as acrylic or polyimide, an inorganic material such as silicon nitride, silicon oxide, a silicon oxide film containing nitrogen, or silicon nitride containing oxygen can be used. Further, it can be formed using a laminated film in which these materials are laminated. The electrode 102 is not in contact with the photoelectric conversion layer 105 by the color filter 103 and the overcoat layer 104 containing an insulating material.

光電変換層105としては、一導電性を有する第1の半導体膜、第2の半導体膜、前記第1の半導体膜とは逆の導電性を有する第3の半導体膜を有する。例えば、本実施の形態では、光電変換層105として、p型半導体膜105p、i型半導体膜(真性半導体層ともいう)105i、n型半導体膜105nを用いる。本実施の形態では、半導体膜としては珪素膜(シリコン膜)を用いる。半導体膜はアモルファスでもセミアモルファスでもよい。なお本明細書においては、i型半導体膜とは、半導体膜に含まれるp型もしくはn型を付与する不純物が1×1020cm−3以下の濃度であり、酸素及び窒素が5×1019cm−3以下の濃度であり、暗伝導度に対して光伝導度が100倍以上である半導体膜を指す。またi型半導体膜には、ホウ素(B)が10〜1000ppm添加されていてもよい。 The photoelectric conversion layer 105 includes a first semiconductor film having one conductivity, a second semiconductor film, and a third semiconductor film having conductivity opposite to that of the first semiconductor film. For example, in this embodiment, as the photoelectric conversion layer 105, a p-type semiconductor film 105p, an i-type semiconductor film (also referred to as an intrinsic semiconductor layer) 105i, and an n-type semiconductor film 105n are used. In this embodiment, a silicon film (silicon film) is used as the semiconductor film. The semiconductor film may be amorphous or semi-amorphous. Note that in this specification, an i-type semiconductor film has a concentration of p-type or n-type impurities contained in a semiconductor film of 1 × 10 20 cm −3 or less and oxygen and nitrogen of 5 × 10 19. It refers to a semiconductor film having a concentration of cm −3 or less and a photoconductivity of 100 times or more with respect to dark conductivity. Further, 10 to 1000 ppm of boron (B) may be added to the i-type semiconductor film.

なおセミアモルファス半導体膜とは、非晶質半導体と結晶構造を有する半導体(単結晶、多結晶を含む)膜の中間的な構造の半導体を含む膜である。このセミアモルファス半導体膜は、自由エネルギー的に安定な第3の状態を有する半導体膜であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質なものであり、その粒径を0.5〜20nmとして非単結晶半導体膜中に分散させて存在せしめることが可能である。セミアモルファス半導体膜は、そのラマンスペクトルが520cm−1よりも低波数側にシフトしており、またX線回折ではSi結晶格子に由来するとされる(111)、(220)の回折ピークが観測される。また、未結合手(ダングリングボンド)を終端化するために水素またはハロゲンを少なくとも1原子%またはそれ以上含ませている。本明細書では便宜上、このような半導体膜をセミアモルファス半導体(SAS)膜と呼ぶ。さらに、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで安定性が増し良好なセミアモルファス半導体膜が得られる。なお微結晶半導体膜(マイクロクリスタル半導体膜)もセミアモルファス半導体膜に含まれる。 Note that a semi-amorphous semiconductor film is a film including a semiconductor having a structure intermediate between an amorphous semiconductor and a semiconductor (including single crystal and polycrystal) films having a crystal structure. This semi-amorphous semiconductor film is a semiconductor film having a third state that is stable in terms of free energy, and is a crystalline film having short-range order and lattice distortion, and has a grain size of 0.5 to 20 nm. And can be dispersed in the non-single-crystal semiconductor film. The semi-amorphous semiconductor film has its Raman spectrum shifted to a lower wavenumber than 520 cm −1 , and diffraction peaks of (111) and (220) that are derived from the Si crystal lattice are observed in X-ray diffraction. The Further, in order to terminate dangling bonds (dangling bonds), hydrogen or halogen is contained at least 1 atomic% or more. In this specification, for convenience, such a semiconductor film is referred to as a semi-amorphous semiconductor (SAS) film. Further, by adding a rare gas element such as helium, argon, krypton, or neon to further promote lattice distortion, stability is improved and a good semi-amorphous semiconductor film can be obtained. Note that a microcrystalline semiconductor film is also included in the semi-amorphous semiconductor film.

またSAS膜は珪素(シリコン)を含む気体をグロー放電分解することにより得ることができる。代表的な珪素(シリコン)を含む気体としては、SiHであり、その他にもSi、SiHCl、SiHCl、SiCl、SiFなどを用いることができる。また水素や、水素にヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の希ガス元素を加えたガスで、この珪素(シリコン)を含む気体を希釈して用いることで、SAS膜の形成を容易なものとすることができる。希釈率は2倍〜1000倍の範囲で珪素(シリコン)を含む気体を希釈することが好ましい。またさらに、珪素(シリコン)を含む気体中に、CH、Cなどの炭化物気体、GeH、GeFなどのゲルマニウム化気体、Fなどを混入させて、エネルギーバンド幅を1.5〜2.4eV、若しくは0.9〜1.1eVに調節しても良い。 The SAS film can be obtained by glow discharge decomposition of a gas containing silicon. A typical gas containing silicon (Si) is SiH 4 , and Si 2 H 6 , SiH 2 Cl 2 , SiHCl 3 , SiCl 4 , SiF 4, and the like can be used. Further, by diluting and using a gas containing silicon (silicon) with hydrogen or a gas obtained by adding one or more kinds of rare gas elements selected from helium, argon, krypton, or neon to hydrogen, Formation can be facilitated. It is preferable to dilute the gas containing silicon (silicon) in the range of a dilution rate of 2 to 1000 times. Furthermore, a gas containing silicon (silicon) is mixed with a carbide gas such as CH 4 or C 2 H 6 , a germanium gas such as GeH 4 or GeF 4 , F 2, etc. You may adjust to 5-2.4 eV or 0.9-1.1 eV.

図6に示すように、本発明の光電変換装置は、電極102の端部106は、カラーフィルタ103の端部107の内側に位置している。カラーフィルタ103の端部107は、光電変換層105の端部108より内側に位置している。またカラーフィルタ103の端部107は、オーバーコート層104の端部109より内側に位置している。さらに、光電変換層105の端部108は、オーバーコート層104の端部109の内側に位置していると望ましい。   As shown in FIG. 6, in the photoelectric conversion device of the present invention, the end portion 106 of the electrode 102 is located inside the end portion 107 of the color filter 103. The end 107 of the color filter 103 is located inside the end 108 of the photoelectric conversion layer 105. Further, the end portion 107 of the color filter 103 is located inside the end portion 109 of the overcoat layer 104. Further, the end portion 108 of the photoelectric conversion layer 105 is preferably located inside the end portion 109 of the overcoat layer 104.

光電変換層105の形成のためのエッチング工程の際に、オーバーコート層104がオーバーエッチングにより必要以上に除去されてしまったとする(図7参照)。その結果端部109がより内側に移動してしまったとしても、端部109が光電変換層105の端部108より内側にいくことはない。そのためカラーフィルタ103の端部107は、オーバーエッチされてしまったオーバーコート層104の端部109より、なお内側にあるのでカラーフィルタ103はオーバーコート層に覆われた状態を保つことができる。   It is assumed that the overcoat layer 104 has been removed more than necessary by the overetching during the etching process for forming the photoelectric conversion layer 105 (see FIG. 7). As a result, even if the end portion 109 moves inward, the end portion 109 does not go inward from the end portion 108 of the photoelectric conversion layer 105. Therefore, the end portion 107 of the color filter 103 is still inside the end portion 109 of the overcoat layer 104 that has been over-etched, so that the color filter 103 can be kept covered with the overcoat layer.

ここで電極102を設けない構造を有する光電変換装置(図8(A)〜図8(B)及び図9(A)〜図9(B)参照)と、本実施の形態の光電変換装置(図6)を比較する。   Here, a photoelectric conversion device having a structure in which the electrode 102 is not provided (see FIGS. 8A to 8B and FIGS. 9A to 9B) and the photoelectric conversion device of this embodiment ( FIG. 6) is compared.

図8(A)は光電変換装置の作製途中の構造を示している。図8(A)においては、絶縁表面1001上に、電極1002、電極1002の一部に重なるカラーフィルタ1003、カラーフィルタ1003を覆うように形成されたオーバーコート層1004が形成されている。そして電極1002及びオーバーコート層1004上には、p型半導体膜1005p、i型半導体膜1005i及びn型半導体膜1005nからなる半導体膜1005が形成されている。   FIG. 8A illustrates a structure in the middle of manufacturing the photoelectric conversion device. In FIG. 8A, an electrode 1002, a color filter 1003 overlapping with part of the electrode 1002, and an overcoat layer 1004 formed so as to cover the color filter 1003 are formed over the insulating surface 1001. A semiconductor film 1005 including a p-type semiconductor film 1005p, an i-type semiconductor film 1005i, and an n-type semiconductor film 1005n is formed over the electrode 1002 and the overcoat layer 1004.

半導体膜1005をエッチングして、p型半導体膜1015p、i型半導体膜1015i及びn型半導体膜1015nを有する光電変換層1015を形成する。その際にオーバーコート層1004をオーバーエッチングしてしまうと、図8(B)に示すように、カラーフィルタ1003の一部の表面が露出してしまう。またオーバーコート層1014の端部がWoだけ内側になってしまう。   The semiconductor film 1005 is etched to form a photoelectric conversion layer 1015 including a p-type semiconductor film 1015p, an i-type semiconductor film 1015i, and an n-type semiconductor film 1015n. If the overcoat layer 1004 is over-etched at that time, a part of the surface of the color filter 1003 is exposed as shown in FIG. Further, the end portion of the overcoat layer 1014 is inward by Wo.

前述したようにカラーフィルタには金属汚染を引き起こす物質が含まれているので、カラーフィルタ1003の表面が露出してしまうのは、光電変換装置の特性に悪影響を与える恐れがある。   As described above, since the color filter contains a substance that causes metal contamination, the exposure of the surface of the color filter 1003 may adversely affect the characteristics of the photoelectric conversion device.

これを避けるために、オーバーコート層と光電変換層が形成される領域の内部に、カラーフィルタを形成した例を、図9(A)〜図9(B)に示す。   In order to avoid this, an example in which a color filter is formed inside a region where an overcoat layer and a photoelectric conversion layer are formed is shown in FIGS. 9A to 9B.

図9(A)では、絶縁表面1021上に電極1022、カラーフィルタ1023、カラーフィルタ1023を覆ってオーバーコート層1024、電極1022に一部接触することで電気的に接続されている光電変換層1025が形成されている。光電変換層1025は、p型半導体膜1025p、i型半導体層1025i及びn型半導体膜1025nを有している。   In FIG. 9A, the electrode 1022, the color filter 1023, and the color filter 1023 are covered over the insulating surface 1021, and the photoelectric conversion layer 1025 is electrically connected by being in partial contact with the overcoat layer 1024 and the electrode 1022. Is formed. The photoelectric conversion layer 1025 includes a p-type semiconductor film 1025p, an i-type semiconductor layer 1025i, and an n-type semiconductor film 1025n.

図9(A)に示す光電変換装置のオーバーコート層1024が、オーバーエッチングされてしまった構成を、図9(B)に示す。図9(B)の光電変換装置では、カラーフィルタ1023の端部が光電変換層1025の端部よりも内側にあるので、カラーフィルタ1023はオーバーコート層1034に覆われた状態を維持することができる。   FIG. 9B illustrates a structure in which the overcoat layer 1024 of the photoelectric conversion device illustrated in FIG. 9A is over-etched. In the photoelectric conversion device in FIG. 9B, since the end portion of the color filter 1023 is located on the inner side than the end portion of the photoelectric conversion layer 1025, the color filter 1023 can be kept covered with the overcoat layer 1034. it can.

ただし、図9(A)及び図9(B)に示す構成では、オーバーコート層1024及び1034の端部から、光がカラーフィルタ1023を通過しないで光電変換層1025に入射してしまう恐れがある。そのためカラーフィルタ1023を通過しない光を光電変換層1025がセンシングしてしまい、分光感度特性が悪くなってしまう恐れがある。   However, in the structure illustrated in FIGS. 9A and 9B, light may enter the photoelectric conversion layer 1025 from the end portions of the overcoat layers 1024 and 1034 without passing through the color filter 1023. . For this reason, light that does not pass through the color filter 1023 is sensed by the photoelectric conversion layer 1025, which may deteriorate the spectral sensitivity characteristics.

一方、図6に示す光電変換装置では、オーバーコート層104の端部に電極102が形成されているため、外からの光は遮断され、電極102は遮光膜としても働いてしている。すなわちオーバーコート層104の端部から光電変換層105に、カラーフィルタ103を通過しない光が入射することはない。   On the other hand, in the photoelectric conversion device shown in FIG. 6, since the electrode 102 is formed at the end portion of the overcoat layer 104, light from the outside is blocked and the electrode 102 also functions as a light shielding film. That is, light that does not pass through the color filter 103 does not enter the photoelectric conversion layer 105 from the end portion of the overcoat layer 104.

以上から、図6に示す光電変換装置は、オーバーコート層のオーバーエッチングされたとしても、カラーフィルタの露出を防ぐことができ、かつカラーフィルタを通過しない光が、遮光膜を設けたことでオーバーコート層の端部から光電変換層へ入射することも防ぐことができることがわかる。   From the above, the photoelectric conversion device shown in FIG. 6 can prevent the color filter from being exposed even if the overcoat layer is over-etched, and light that does not pass through the color filter is provided with a light-shielding film. It turns out that it can prevent entering into a photoelectric converting layer from the edge part of a coating layer.

次に本発明の光電変換装置を有する半導体装置の作製について、図1、図2(A)〜図2(B)、図3(A)〜図3(B)、図4(A)〜図4(B)、図5(A)〜図5(B)、図12、図18(A)〜図18(D)を用いて説明する。   Next, manufacturing of a semiconductor device including the photoelectric conversion device of the present invention is described with reference to FIGS. 1, 2A to 2B, 3A to 3B, and 4A to 4C. 4 (B), FIG. 5 (A) to FIG. 5 (B), FIG. 12, FIG. 18 (A) to FIG.

本実施の形態で示す半導体装置は、薄膜トランジスタで構成される増幅回路と光電変換装置を同一基板上に一体形成している。図12にその構成の一例を回路図で示す。   In the semiconductor device described in this embodiment, an amplifier circuit including a thin film transistor and a photoelectric conversion device are formed over the same substrate. FIG. 12 is a circuit diagram showing an example of the configuration.

半導体装置141は、光電変換装置143の出力を増幅する増幅回路142を備えている。増幅回路142としてはさまざまな回路構成を適用することができるが、本実施の形態では薄膜トランジスタ144と薄膜トランジスタ145で増幅回路142であるカレントミラー回路を構成している。薄膜トランジスタ144及び145のソース端子またはドレイン端子の一方は外部電源端子147に接続されており、定電圧、例えば接地電圧に保たれている。。薄膜トランジスタ145のドレイン端子は出力端子146に接続されている。光電変換装置143は、以下に示すとおりである。光電変換装置143としてフォトダイオードを用いた場合、その陽極(p層側)は薄膜トランジスタ144のドレイン端子と接続し、陰極(n層側)は出力端子146と接続している。   The semiconductor device 141 includes an amplifier circuit 142 that amplifies the output of the photoelectric conversion device 143. Although various circuit configurations can be applied to the amplifier circuit 142, in this embodiment mode, a thin film transistor 144 and a thin film transistor 145 constitute a current mirror circuit that is the amplifier circuit 142. One of the source terminal or the drain terminal of the thin film transistors 144 and 145 is connected to the external power supply terminal 147 and is kept at a constant voltage, for example, a ground voltage. . The drain terminal of the thin film transistor 145 is connected to the output terminal 146. The photoelectric conversion device 143 is as follows. In the case where a photodiode is used as the photoelectric conversion device 143, the anode (p layer side) is connected to the drain terminal of the thin film transistor 144, and the cathode (n layer side) is connected to the output terminal 146.

光電変換装置143に光が照射されると、陰極(n層側)から陽極(p層側)に光電流が流れる。これによって、増幅回路142の薄膜トランジスタ144に電流が流れ、その電流を流すのに必要な電圧がゲートに発生する。薄膜トランジスタ145のゲート長L、チャネル幅Wが薄膜トランジスタ144と等しければ飽和領域において、薄膜トランジスタ144と薄膜トランジスタ145のゲート電圧が等しいため同じ電流が流れる。もし出力電流を増幅したい場合は、薄膜トランジスタ145として、n個の薄膜トランジスタを並列接続すれば良い。その場合、並列した数(n個)に比例して増幅された電流を得ることができる。   When the photoelectric conversion device 143 is irradiated with light, a photocurrent flows from the cathode (n layer side) to the anode (p layer side). As a result, a current flows through the thin film transistor 144 of the amplifier circuit 142, and a voltage necessary to flow the current is generated at the gate. If the gate length L and channel width W of the thin film transistor 145 are equal to those of the thin film transistor 144, the same current flows in the saturation region because the gate voltages of the thin film transistor 144 and the thin film transistor 145 are equal. If it is desired to amplify the output current, n thin film transistors may be connected in parallel as the thin film transistor 145. In that case, a current amplified in proportion to the number in parallel (n) can be obtained.

なお、図12はnチャネル型の薄膜トランジスタを用いた場合について示しているが、pチャネル型の薄膜トランジスタを用いても同様の機能を有する光電変換装置を形成することができる。   Note that FIG. 12 illustrates the case where an n-channel thin film transistor is used; however, a photoelectric conversion device having a similar function can be formed using a p-channel thin film transistor.

以下に本実施の形態の半導体装置の作製工程を示す。   A manufacturing process of the semiconductor device of this embodiment will be described below.

まず基板201上に下地膜202を形成し、さらに薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor(TFT))211及び212を形成する。基板201は透光性を有する材料であればよく、例えば透光性を有する、ガラス基板や可撓性基板が用いられる。薄膜トランジスタ211は、ソース領域、ドレイン領域、チャネル形成領域を有する活性層、ゲート絶縁膜、ソース電極またはドレイン電極221を有している。同様に、薄膜トランジスタ212は、ソース領域、ドレイン領域、チャネル形成領域を有する活性層、ゲート絶縁膜、ソース電極またはドレイン電極222を有している。   First, a base film 202 is formed on a substrate 201, and thin film transistors (TFTs) 211 and 212 are further formed. The substrate 201 may be any material having a light-transmitting property, and for example, a glass substrate or a flexible substrate having a light-transmitting property is used. The thin film transistor 211 includes a source region, a drain region, an active layer having a channel formation region, a gate insulating film, and a source or drain electrode 221. Similarly, the thin film transistor 212 includes a source region, a drain region, an active layer having a channel formation region, a gate insulating film, a source electrode or a drain electrode 222.

なお薄膜トランジスタ211及び212の活性層はそれぞれ、低濃度ドレイン(Lightly Doped Drain(LDD))領域を設けてもよい。LDD領域とは、チャネル形成領域と、高濃度に不純物元素を添加して形成するソース領域またはドレイン領域との間に低濃度に不純物元素を添加した領域のことであり、LDD領域を設けると、ドレイン領域近傍の電界を緩和してホットキャリア注入による劣化を防ぐという効果がある。また、ホットキャリアによるオン電流値の劣化を防ぐため、薄膜トランジスタ211を、ゲート絶縁膜を介してLDD領域をゲート電極と重ねて配置させた構造(本明細書では「GOLD(Gate−drain Overlapped LDD)構造」と呼ぶ)としてもよい。   Note that each of the active layers of the thin film transistors 211 and 212 may be provided with a lightly doped drain (LDD) region. An LDD region is a region in which an impurity element is added at a low concentration between a channel formation region and a source region or a drain region formed by adding an impurity element at a high concentration. When the LDD region is provided, This has the effect of relaxing the electric field in the vicinity of the drain region and preventing deterioration due to hot carrier injection. In addition, in order to prevent deterioration of the on-current value due to hot carriers, the thin film transistor 211 has a structure in which an LDD region is overlapped with a gate electrode through a gate insulating film (in this specification, “GOLD (Gate-drain Overlapped LDD)”). It may be referred to as “structure”.

またLDD領域を形成するためのサイドウォールをゲート電極の側面に形成してもよい。   A sidewall for forming the LDD region may be formed on the side surface of the gate electrode.

薄膜トランジスタ211及び212の活性層、ゲート絶縁膜、ゲート電極を覆って、層間絶縁膜203を形成する。層間絶縁膜203は、薄膜トランジスタ211及び212の活性層の水素化効果、及びパッシベーション膜としてカラーフィルタからの金属汚染防止のため、窒化珪素膜で形成することが好ましい。また層間絶縁膜203上に形成される層間絶縁膜204は、窒化珪素、酸化珪素、窒素を含む酸化珪素、酸素を含む窒化珪素といった無機材料を用いて形成する。   An interlayer insulating film 203 is formed so as to cover the active layers, gate insulating films, and gate electrodes of the thin film transistors 211 and 212. The interlayer insulating film 203 is preferably formed of a silicon nitride film in order to prevent hydrogenation of the active layers of the thin film transistors 211 and 212 and to prevent metal contamination from the color filter as a passivation film. The interlayer insulating film 204 formed over the interlayer insulating film 203 is formed using an inorganic material such as silicon nitride, silicon oxide, silicon oxide containing nitrogen, or silicon nitride containing oxygen.

薄膜トランジスタ211のソース電極またはドレイン電極221、及び、薄膜トランジスタ212のソース電極またはドレイン電極222は、層間絶縁膜204上に形成され、それぞれ薄膜トランジスタの活性層に電気的に接続されている。   The source or drain electrode 221 of the thin film transistor 211 and the source or drain electrode 222 of the thin film transistor 212 are formed over the interlayer insulating film 204 and are electrically connected to the active layer of the thin film transistor, respectively.

また電極115、電極101、電極102、電極121、電極122、電極116も、層間絶縁膜204上に、ソース電極またはドレイン電極221及び222と同様の作製工程で形成される。   In addition, the electrode 115, the electrode 101, the electrode 102, the electrode 121, the electrode 122, and the electrode 116 are formed over the interlayer insulating film 204 in the same manufacturing process as the source or drain electrodes 221 and 222.

本実施の形態では、ソース電極またはドレイン電極221及び222、電極101、電極102、電極121、電極122、電極115、電極116は、以下の工程により形成される。   In this embodiment mode, the source or drain electrodes 221 and 222, the electrode 101, the electrode 102, the electrode 121, the electrode 122, the electrode 115, and the electrode 116 are formed by the following steps.

まず層間絶縁膜204上に、スパッタ法を用いて導電膜、本実施の形態ではチタン(Ti)を400nm成膜する。電極101、電極102、電極121、電極122を形成する導電膜は導電性材料であればよいが、後に形成する光電変換層(代表的にはアモルファスシリコン)と反応して合金になりにくい導電性の金属膜を用いることが望ましい。チタン(Ti)以外には、モリブデン(Mo)、タングステン(W)等を用いてもよい。   First, a conductive film, which is 400 nm of titanium (Ti) in this embodiment, is formed over the interlayer insulating film 204 by a sputtering method. The conductive film for forming the electrode 101, the electrode 102, the electrode 121, and the electrode 122 may be any conductive material, but it is difficult to react with a photoelectric conversion layer (typically amorphous silicon) to be formed later to form an alloy. It is desirable to use a metal film. In addition to titanium (Ti), molybdenum (Mo), tungsten (W), or the like may be used.

次に、導電膜をエッチングしてソース電極またはドレイン電極221及び222、電極101、電極102、電極121、電極122、電極115、電極116を形成するのだが、電極101、電極102、電極121、電極122については特に、それぞれの端部がテーパ形状になるように導電膜をエッチングする。   Next, the conductive film is etched to form the source or drain electrodes 221 and 222, the electrode 101, the electrode 102, the electrode 121, the electrode 122, the electrode 115, and the electrode 116. The electrode 101, the electrode 102, the electrode 121, In particular, with respect to the electrode 122, the conductive film is etched so that each end has a tapered shape.

このとき、電極101、電極102、電極121、電極122のテーパー角は80度以下、望ましくは45度以下になるように形成する。これにより、後に形成する光電変換層のカバレッジがよくなり、信頼性向上ができる(図2(A)参照)。また、後に形成する光電変換層と接する部分について、電極101、電極102、電極121、電極122の平面形状は、頂点の角度が90度より大きく、望ましくは、角が無い形状となるように形成する。   At this time, the taper angle of the electrode 101, the electrode 102, the electrode 121, and the electrode 122 is formed to be 80 degrees or less, desirably 45 degrees or less. Accordingly, coverage of a photoelectric conversion layer to be formed later is improved and reliability can be improved (see FIG. 2A). The planar shape of the electrode 101, the electrode 102, the electrode 121, and the electrode 122 is formed so that the apex angle is greater than 90 degrees, and preferably has no corners, in the portion that is in contact with the photoelectric conversion layer to be formed later. To do.

次に、層間絶縁膜204上の電極101と電極102との間に、カラーフィルタ103を形成する(図2(B)参照)   Next, the color filter 103 is formed between the electrode 101 and the electrode 102 over the interlayer insulating film 204 (see FIG. 2B).

さらに、層間絶縁膜204上の電極121と電極122との間に、カラーフィルタ123を形成する(図3(A)参照)。   Further, a color filter 123 is formed between the electrode 121 and the electrode 122 over the interlayer insulating film 204 (see FIG. 3A).

なお可視光を色分離して検出するために、カラーフィルタ123には、赤色光に対応する赤色カラーフィルタ123R、緑色光に対応する緑色カラーフィルタ123G、青色光に対応する青色カラーフィルタ123Bが形成されている。ただし単色光を読み取る光電変換装置を作製するなら、カラーフィルタ123は単色カラーフィルタでよい。   In order to detect visible light by color separation, the color filter 123 is formed with a red color filter 123R corresponding to red light, a green color filter 123G corresponding to green light, and a blue color filter 123B corresponding to blue light. Has been. However, if a photoelectric conversion device that reads monochromatic light is manufactured, the color filter 123 may be a monochromatic color filter.

カラーフィルタは、原材料を塗布し、露光、現像、焼成によって作製される。   The color filter is produced by applying raw materials, exposing, developing, and baking.

次いでカラーフィルタ103を覆うオーバーコート層104、及びカラーフィルタ123を覆うオーバーコート層124を形成する(図3(B)参照)。   Next, an overcoat layer 104 that covers the color filter 103 and an overcoat layer 124 that covers the color filter 123 are formed (see FIG. 3B).

カラーフィルタ103を覆うオーバーコート層104、並びにカラーフィルタ123を覆うオーバーコート層124はそれぞれ、透光性のある絶縁材料を用いて形成すればよい。例えば、アクリル、ポリイミドというような有機樹脂材料、また窒化珪素、酸化珪素、窒素を含む酸化珪素、酸素を含む窒化珪素といった無機材料を用いることが可能である。またこれらの材料を積層した積層膜を用いることも可能である。   The overcoat layer 104 that covers the color filter 103 and the overcoat layer 124 that covers the color filter 123 may each be formed using a light-transmitting insulating material. For example, an organic resin material such as acrylic or polyimide, or an inorganic material such as silicon nitride, silicon oxide, silicon oxide containing nitrogen, or silicon nitride containing oxygen can be used. It is also possible to use a laminated film in which these materials are laminated.

オーバーコート層104の端部は、それぞれ電極101及び電極102の端部の内側に位置しており、基板201側からの光がオーバーコート層104の端部に入射することはない。またオーバーコート層124もオーバーコート層104と同様に、端部への光は電極121及び電極122で遮蔽される。   The end portions of the overcoat layer 104 are positioned inside the end portions of the electrode 101 and the electrode 102, respectively, and light from the substrate 201 side does not enter the end portion of the overcoat layer 104. Similarly to the overcoat layer 104, the overcoat layer 124 is shielded by the electrodes 121 and 122 from the light toward the end portions.

本実施の形態では、電極121、電極122で遮光しているが、薄膜トランジスタのゲート電極で遮光してもよい。また、図19に示すように、薄膜トランジスタと基板の間に遮光層216、基板と光電変換装置111及び112の間に遮光層217〜220を設置してもよいが、光電変換層の端部を遮光すると同時に、薄膜トランジスタを遮光するように設置することで、薄膜トランジスタの信頼性向上も可能となる。なお遮光層216〜220は電極101及び電極102と同様の材料を用いて形成することができる。   In this embodiment mode, light is shielded by the electrodes 121 and 122; however, light shielding may be performed by the gate electrode of the thin film transistor. In addition, as illustrated in FIG. 19, the light shielding layer 216 may be provided between the thin film transistor and the substrate, and the light shielding layers 217 to 220 may be provided between the substrate and the photoelectric conversion devices 111 and 112. By installing the thin film transistor so as to shield the light, the reliability of the thin film transistor can be improved. Note that the light-blocking layers 216 to 220 can be formed using a material similar to that of the electrodes 101 and 102.

次いでオーバーコート層104及びオーバーコート層124上に光電変換層を形成する。ここでは説明を簡便化するためにオーバーコート層104上の光電変換層105の作製工程について説明するが、オーバーコート層124上に光電変換層も同様に形成される。   Next, a photoelectric conversion layer is formed over the overcoat layer 104 and the overcoat layer 124. Here, in order to simplify the description, a manufacturing process of the photoelectric conversion layer 105 over the overcoat layer 104 will be described; however, the photoelectric conversion layer is formed over the overcoat layer 124 in the same manner.

また前述のように、可視光を色分離して検出するために、カラーフィルタ123を、RGBそれぞれに対応させてカラーフィルタ123R、カラーフィルタ123G、カラーフィルタ123Bを形成させる場合、光電変換層も各カラーフィルタに対応させて形成する。すなわち、RGB用の光電変換層3つに対して、それぞれに対応するRGBのカラーフィルタが形成されている、それらが1つのユニットとして数えられることができる。   In addition, as described above, in order to detect visible light by color separation, when forming the color filter 123R, the color filter 123G, and the color filter 123B corresponding to each of RGB, the photoelectric conversion layer also has each It is formed corresponding to the color filter. That is, RGB color filters corresponding to the three photoelectric conversion layers for RGB are formed, and these can be counted as one unit.

オーバーコート層104上に、p型半導体膜105pを形成する。本実施の形態ではp型半導体膜105pとして、例えばp型アモルファス半導体膜を形成する。p型アモルファス半導体膜として、周期表第13族の不純物元素、例えばボロン(B)を含んだアモルファスシリコン膜をプラズマCVD法にて成膜する。   A p-type semiconductor film 105 p is formed on the overcoat layer 104. In this embodiment, for example, a p-type amorphous semiconductor film is formed as the p-type semiconductor film 105p. As the p-type amorphous semiconductor film, an amorphous silicon film containing an impurity element belonging to Group 13 of the periodic table, for example, boron (B) is formed by a plasma CVD method.

p型半導体膜105pを形成したら、さらに導電型を付与する不純物を含まない半導体膜(真性半導体膜、またはi型半導体膜という)105i及びn型半導体膜105nを順に形成する。本実施の形態では、p型半導体膜105pを10〜50nm、i型半導体膜105iを200〜1000nm、n型半導体膜105nを20〜200nmの膜厚で形成する(図1参照)。以上のようにして、光電変換装置111及び112が作製される。   After the p-type semiconductor film 105p is formed, a semiconductor film (hereinafter referred to as an intrinsic semiconductor film or an i-type semiconductor film) 105i and an n-type semiconductor film 105n that do not contain an impurity imparting conductivity are formed in this order. In this embodiment mode, the p-type semiconductor film 105p is formed to a thickness of 10 to 50 nm, the i-type semiconductor film 105i is formed to a thickness of 200 to 1000 nm, and the n-type semiconductor film 105n is formed to a thickness of 20 to 200 nm (see FIG. 1). As described above, the photoelectric conversion devices 111 and 112 are manufactured.

i型半導体膜105iとしては、例えばプラズマCVD法でアモルファスシリコン膜を形成すればよい。またn型半導体膜105nとしては、15属の不純物元素、例えばリン(P)を含むアモルファスシリコン膜を形成してもよいし、アモルファスシリコン膜を形成後、15属の不純物元素を導入してもよい。   As the i-type semiconductor film 105i, an amorphous silicon film may be formed by a plasma CVD method, for example. Further, as the n-type semiconductor film 105n, an amorphous silicon film containing an impurity element of 15 group, for example, phosphorus (P) may be formed, or an impurity element of 15 group may be introduced after the amorphous silicon film is formed. Good.

なおp型半導体膜105p、i型半導体膜105i及びn型半導体膜105nは、逆の順番で積層されていてもよく、すなわちn型半導体膜、i型半導体膜及びp型半導体膜の順で積層してもよい。   Note that the p-type semiconductor film 105p, the i-type semiconductor film 105i, and the n-type semiconductor film 105n may be stacked in the reverse order, that is, the n-type semiconductor film, the i-type semiconductor film, and the p-type semiconductor film are stacked in this order. May be.

またp型半導体膜105p、i型半導体膜105i及びn型半導体膜105nとして、アモルファス半導体膜だけではなく、セミアモルファス半導体膜を用いてもよい。   Further, as the p-type semiconductor film 105p, the i-type semiconductor film 105i, and the n-type semiconductor film 105n, not only an amorphous semiconductor film but also a semi-amorphous semiconductor film may be used.

p型半導体膜105p、i型半導体膜105i及びn型半導体膜105n、特に最下層のp型半導体膜105pの一方の端部は、電極101に電気的に接続されている。一方、p型半導体膜105pの他方の端部はオーバーコート層124上にあり、電極102とは絶縁されている。電極102で遮光された光がカラーフィルタ123を通過するので、電極102は光電変換層105に光が達せるのを抑制する遮光膜としての機能も有している。   One end of the p-type semiconductor film 105 p, the i-type semiconductor film 105 i, and the n-type semiconductor film 105 n, particularly the lowermost p-type semiconductor film 105 p, is electrically connected to the electrode 101. On the other hand, the other end of the p-type semiconductor film 105 p is on the overcoat layer 124 and is insulated from the electrode 102. Since the light shielded by the electrode 102 passes through the color filter 123, the electrode 102 also has a function as a light shielding film for suppressing the light from reaching the photoelectric conversion layer 105.

なお図2(A)、図2(B)、図3(B)および図1では、本実施の形態の光電変換装置の断面図について説明したが、図18(A)〜図18(D)では、それぞれに対応する上面図の例を示す。   2A, 2B, 3B, and 1, the cross-sectional views of the photoelectric conversion device of this embodiment are described; however, FIGS. 18A to 18D are used. Then, the example of the top view corresponding to each is shown.

図18(A)〜図18(D)中、A−A’の断面図が図2(A)、図2(B)、図3(B)および図1である。図2(A)では、遮光層として働く電極101及び電極102は分断されているかのように示されているが、図18(A)に示すように連続した導電層から形成されていてもよい。   18A to 18D, cross-sectional views taken along line A-A ′ are FIGS. 2A, 2 B, 3 B, and 1. In FIG. 2A, the electrode 101 and the electrode 102 serving as a light shielding layer are shown as if they are separated, but may be formed of a continuous conductive layer as shown in FIG. .

また図18(D)において、光電変換層105は、最上層のn型半導体膜105nしか示していないが、i型半導体膜105i及びp型半導体膜105pはn型半導体膜105nの下に形成されている。   In FIG. 18D, the photoelectric conversion layer 105 shows only the uppermost n-type semiconductor film 105n, but the i-type semiconductor film 105i and the p-type semiconductor film 105p are formed under the n-type semiconductor film 105n. ing.

次に、全面を覆って絶縁膜151をスクリーン印刷法、もしくはインクジェット法で形成する。本実施の形態では、絶縁膜151としてエポキシ樹脂を用いたが、他の感光性樹脂を用いてもよい(図4(A)参照)。   Next, an insulating film 151 is formed by a screen printing method or an ink jet method so as to cover the entire surface. In this embodiment mode, an epoxy resin is used as the insulating film 151; however, another photosensitive resin may be used (see FIG. 4A).

次いで絶縁膜151上に、電極115に電気的に接続される電極153を形成する。同様に絶縁膜151上に、光電変換装置111の光電変換層105の最上層(ここではn型半導体膜105n)に接し、光電変換装置112の光電変換層の最上層に接し、電極116に電気的に接続される電極155が形成される(図4(B)参照)。   Next, an electrode 153 that is electrically connected to the electrode 115 is formed over the insulating film 151. Similarly, the insulating film 151 is in contact with the uppermost layer of the photoelectric conversion layer 105 (here, the n-type semiconductor film 105n) of the photoelectric conversion device 111, is in contact with the uppermost layer of the photoelectric conversion layer of the photoelectric conversion device 112, and is electrically connected to the electrode 116. The electrode 155 to be connected is formed (see FIG. 4B).

電極153及び電極155は、チタン(Ti)をスパッタリング及びフォトリソを用いて形成される。また電極153及び電極155はスクリーン印刷法で形成してもよい。スクリーン印刷の場合は、電極153及び電極155はそれぞれ、後の工程で設けられる半田とのぬれ性向上と実装時の強度向上のため、チタン(Ti)単層、もしくはニッケル(Ni)と銅(Cu)の積層構造とする。   The electrodes 153 and 155 are formed by sputtering titanium (Ti) and photolithography. The electrodes 153 and 155 may be formed by a screen printing method. In the case of screen printing, the electrode 153 and the electrode 155 are each formed of a single layer of titanium (Ti) or nickel (Ni) and copper (in order to improve wettability with solder provided in a later step and strength during mounting. Cu).

次に封止樹脂として絶縁膜161を、絶縁膜151、電極153、電極155上にスクリーン印刷等形成する。絶縁膜161は絶縁膜151と同様の材料で形成すればよい。ただし絶縁膜161は、電極153の一部及び電極155の一部の上には形成されず、電極153及び電極155それぞれには、露出した領域が形成される(図5(A)参照)。   Next, an insulating film 161 is formed as a sealing resin on the insulating film 151, the electrode 153, and the electrode 155 by screen printing or the like. The insulating film 161 may be formed using a material similar to that of the insulating film 151. Note that the insulating film 161 is not formed over part of the electrode 153 and part of the electrode 155, and an exposed region is formed in each of the electrode 153 and the electrode 155 (see FIG. 5A).

次いで絶縁膜161上に、電極153に電気的に接続される電極165と、電極155に電気的に接続される電極166が形成される。電極165及び電極166は半田電極であり、外部に対する出力電極としての機能を有する。   Next, an electrode 165 electrically connected to the electrode 153 and an electrode 166 electrically connected to the electrode 155 are formed over the insulating film 161. The electrodes 165 and 166 are solder electrodes and function as output electrodes to the outside.

以上、図6及び図7を用いて本発明の光電変換装置について説明し、さらに図8(A)〜図8(B)及び図9(A)〜図9(B)を用いて、本発明の光電変換装置の利点について説明した。さらに図1、図2(A)〜図2(B)、図3(A)〜図3(B)、図4(A)〜図4(B)、図5(A)〜図5(B)を用いて、本発明の光電変換装置を有する半導体装置の作製工程について説明を行った。   As described above, the photoelectric conversion device of the present invention is described with reference to FIGS. 6 and 7, and the present invention is further described with reference to FIGS. 8A to 8B and FIGS. 9A to 9B. The advantages of this photoelectric conversion device have been described. Further, FIG. 1, FIG. 2 (A) to FIG. 2 (B), FIG. 3 (A) to FIG. 3 (B), FIG. 4 (A) to FIG. 4 (B), FIG. The manufacturing process of the semiconductor device having the photoelectric conversion device of the present invention was described.

またさらに本実施の形態では、電極102、電極122で遮光しているが、薄膜トランジスタのゲート電極で遮光してもよい。また、図19に示すように、薄膜トランジスタと基板の間に遮光層216を設置してもよいが、光電変換層の端部を遮光すると同時に、薄膜トランジスタを遮光するように設置することで、薄膜トランジスタの信頼性向上も可能となる。また基板と光電変換装置111の間に、遮光層216と同じ層に、光電変換装置111及び112の端部を遮光する遮光層217,218、219、220を形成してもよい。なお遮光層216〜220は電極101及び電極102と同様の材料を用いて形成することができる。   Furthermore, in this embodiment mode, light is shielded by the electrode 102 and the electrode 122, but light shielding may be performed by the gate electrode of the thin film transistor. As shown in FIG. 19, a light shielding layer 216 may be provided between the thin film transistor and the substrate. However, by installing the light shielding layer so as to shield the end of the photoelectric conversion layer, the thin film transistor can be shielded. Reliability can also be improved. Further, between the substrate and the photoelectric conversion device 111, light shielding layers 217, 218, 219, and 220 that shield the end portions of the photoelectric conversion devices 111 and 112 may be formed in the same layer as the light shielding layer 216. Note that the light-blocking layers 216 to 220 can be formed using a material similar to that of the electrodes 101 and 102.

なお本実施の形態は、必要であれば他の実施の形態及び実施例と組み合わせることも可能である。   Note that this embodiment can be combined with any of the other embodiments and examples if necessary.

[実施の形態2]
本実施の形態では、実施の形態1とは違う構成の半導体装置の例を示す。ただし実施の形態1と同じものは同じ符号を用い、特に言及しないものに関するものの説明は、実施の形態1を援用する。
[Embodiment 2]
In this embodiment, an example of a semiconductor device having a structure different from that in Embodiment 1 is described. However, the same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment, and the first embodiment is used for the description of the components not particularly mentioned.

図10に本実施の形態の光電変換装置を有する半導体装置の断面図を示す。図10が図1と異なる点は、図1では層間絶縁膜204上に形成されていた電極102及び電極122が形成されないことである。電極102及び電極122の代わりに、下地膜202上に、薄膜トランジスタ211及び212と同様の材料及び同様の工程で形成された、遮光膜として機能する電極113及び遮光膜として機能する電極114が形成される。遮光膜として機能する電極113及び114は、層間絶縁膜213及び層間絶縁膜204に覆われている。   FIG. 10 is a cross-sectional view of a semiconductor device including the photoelectric conversion device of this embodiment. 10 differs from FIG. 1 in that the electrodes 102 and 122 formed on the interlayer insulating film 204 in FIG. 1 are not formed. Instead of the electrode 102 and the electrode 122, an electrode 113 functioning as a light shielding film and an electrode 114 functioning as a light shielding film, which are formed using the same material and the same process as the thin film transistors 211 and 212, are formed over the base film 202. The The electrodes 113 and 114 functioning as light shielding films are covered with an interlayer insulating film 213 and an interlayer insulating film 204.

遮光膜として機能する電極113は光電変換装置111における、カラーフィルタ103を通過せずオーバーコート層104の端部から光電変換層105に入射しようとする光を、遮断することができる。また遮光膜として機能する電極114は光電変換装置112に対して同様の働きを行う。   The electrode 113 functioning as a light-shielding film can block light that enters the photoelectric conversion layer 105 from the end portion of the overcoat layer 104 without passing through the color filter 103 in the photoelectric conversion device 111. The electrode 114 functioning as a light-shielding film performs the same function on the photoelectric conversion device 112.

本実施の形態の光電変換装置も、オーバーコート層104の端部から迷光がカラーフィルタ103を介しないで光電変換層105に入射することを抑制できる。   The photoelectric conversion device of this embodiment can also prevent stray light from entering the photoelectric conversion layer 105 from the end portion of the overcoat layer 104 without passing through the color filter 103.

図10では、カラーフィルタ及び光電変換装置は2つしか示していないが、可視光を色分離して検出する場合は、カラーフィルタ及び光電変換装置はRGB用に2つ設ける必要がある。また図10において、光電変換装置111及び112に設けられるカラーフィルタは、それぞれ違う色のカラーフィルタである。ただし、単色の画像を読み取る際には、カラーフィルタを単色にしてもよい。   In FIG. 10, only two color filters and photoelectric conversion devices are shown. However, when visible light is color-separated and detected, it is necessary to provide two color filters and photoelectric conversion devices for RGB. In FIG. 10, the color filters provided in the photoelectric conversion devices 111 and 112 are different color filters. However, when reading a monochromatic image, the color filter may be monochromatic.

本実施の形態では、電極113、電極114で遮光しているが、薄膜トランジスタのゲート電極で遮光してもよい。また、図20に示すように、薄膜トランジスタと基板の間に遮光層216を設置してもよいが、光電変換層の端部を遮光すると同時に、薄膜トランジスタを遮光するように設置することで、薄膜トランジスタの信頼性向上も可能となる。なお遮光層216は電極101及び電極102と同様の材料を用いて形成することができる。   In this embodiment mode, light is shielded by the electrode 113 and the electrode 114, but may be shielded by the gate electrode of the thin film transistor. As shown in FIG. 20, a light shielding layer 216 may be provided between the thin film transistor and the substrate. However, by installing the light shielding layer at the same time as shielding the edge of the photoelectric conversion layer, Reliability can also be improved. Note that the light-blocking layer 216 can be formed using a material similar to that of the electrodes 101 and 102.

なお本実施の形態は、必要であれば他の実施の形態及び実施例のと組み合わせることも可能である。   Note that this embodiment can be combined with any of the other embodiments and examples if necessary.

[実施の形態3]
本実施の形態では、図10に示す構成にさらに、下地膜202と層間絶縁膜204との間にカラーフィルタ133を設けた構成について図11及び図21を用いて説明する。
[Embodiment 3]
In this embodiment, a structure in which a color filter 133 is provided between the base film 202 and the interlayer insulating film 204 in addition to the structure shown in FIG. 10 will be described with reference to FIGS.

図11では、可視光を色分離して検出する半導体装置で、カラーフィルタ133、遮光層である電極113、オーバーコート層135は、下地膜202上に形成されている。薄膜トランジスタ211及び212の活性層、ゲート電極、ゲート絶縁膜を覆っている層間絶縁膜213は、オーバーコート層135及び電極113を覆っている。同様に、層間絶縁膜213は、光電変換装置112の下に設けられ、下地膜202上に設けられた、カラーフィルタ134、遮光膜としても働く電極114、オーバーコート層136を覆っている。層間絶縁膜213上には、層間絶縁膜204が形成されており、薄膜トランジスタ211のソース電極またはドレイン電極221は、層間絶縁膜204上に形成され、層間絶縁膜204に形成されたコンタクトホールを介して、薄膜トランジスタ211及び212それぞれの活性層に接続されている。   In FIG. 11, a color filter 133, a light shielding layer electrode 113, and an overcoat layer 135 are formed on a base film 202 in a semiconductor device that detects visible light by color separation. An interlayer insulating film 213 covering the active layer, gate electrode, and gate insulating film of the thin film transistors 211 and 212 covers the overcoat layer 135 and the electrode 113. Similarly, the interlayer insulating film 213 is provided below the photoelectric conversion device 112 and covers the color filter 134, the electrode 114 that also functions as a light shielding film, and the overcoat layer 136 provided on the base film 202. An interlayer insulating film 204 is formed over the interlayer insulating film 213, and a source electrode or a drain electrode 221 of the thin film transistor 211 is formed over the interlayer insulating film 204 through a contact hole formed in the interlayer insulating film 204. The thin film transistors 211 and 212 are connected to the active layers.

光電変換装置111において、p型半導体膜125p、i型半導体膜125i及びn型半導体膜125nを有する光電変換層125の一方の端部は電極101に接触されかつ電気的に接続されている。一方光電変換層125の他方の端部は、薄膜トランジスタのゲート電極と同様の材料及び作製工程で形成された電極113により、光電変換層125の端部に迷光が入射されるのを抑制することができる。なお光電変換装置112に対する電極114も同様の機能を有する。   In the photoelectric conversion device 111, one end portion of the photoelectric conversion layer 125 including the p-type semiconductor film 125p, the i-type semiconductor film 125i, and the n-type semiconductor film 125n is in contact with and electrically connected to the electrode 101. On the other hand, the other end portion of the photoelectric conversion layer 125 is prevented from entering stray light to the end portion of the photoelectric conversion layer 125 by the electrode 113 formed using the same material and manufacturing process as the gate electrode of the thin film transistor. it can. Note that the electrode 114 for the photoelectric conversion device 112 has a similar function.

光電変換装置111及び112は、層間絶縁膜204によって、カラーフィルタ133から分離されている。層間絶縁膜204は、上記のように窒化珪素、酸化珪素、窒素を含む酸化珪素、酸素を含む窒化珪素といった無機材料を用いて形成する。   The photoelectric conversion devices 111 and 112 are separated from the color filter 133 by the interlayer insulating film 204. As described above, the interlayer insulating film 204 is formed using an inorganic material such as silicon nitride, silicon oxide, silicon oxide containing nitrogen, or silicon nitride containing oxygen.

図11では、カラーフィルタ及び光電変換装置は2つしか示していないが、可視光を色分離して検出する場合は、カラーフィルタ及び光電変換装置はRGB用に3つ設ける必要がある。また図11において、カラーフィルタ133及び134は、それぞれ違う色のカラーフィルタである。ただし、単色光を読み取る際には、図21にような構成にしても構わない。図11のカラーフィルタ133は単色のカラーフィルタである。   Although only two color filters and photoelectric conversion devices are shown in FIG. 11, three color filters and photoelectric conversion devices must be provided for RGB when visible light is color-separated and detected. In FIG. 11, color filters 133 and 134 are color filters of different colors. However, when reading monochromatic light, the configuration shown in FIG. 21 may be used. The color filter 133 in FIG. 11 is a single color filter.

本実施例では、本発明の光電変換装置を様々な電子機器について応用した例を示す。具体例としては、コンピュータ、ディスプレイ、携帯電話機、テレビなどが挙げられる。それらについて図13、図14(A)〜図14(B)、図15(A)〜図15(B)、図16及び図17を参照して説明する。   In this embodiment, examples in which the photoelectric conversion device of the present invention is applied to various electronic devices are shown. Specific examples include a computer, a display, a mobile phone, and a television. These will be described with reference to FIGS. 13, 14 (A) to 14 (B), FIGS. 15 (A) to 15 (B), FIGS. 16 and 17.

図13は携帯電話機であり、本体(A)701、本体(B)702、筐体703、操作キー704、音声出力部705、音声入力部706、回路基板707、表示パネル(A)708、表示パネル(B)709、蝶番710、透光性材料部711があり、光電変換装置を含む半導体装置712が筐体703の内側に設けられている。   FIG. 13 shows a cellular phone, which includes a main body (A) 701, a main body (B) 702, a housing 703, operation keys 704, an audio output unit 705, an audio input unit 706, a circuit board 707, a display panel (A) 708, a display A panel (B) 709, a hinge 710, and a light-transmitting material portion 711 are provided, and a semiconductor device 712 including a photoelectric conversion device is provided inside the housing 703.

半導体装置712は透光性材料部711を透過した光を検知し、検知した外部光の照度に合わせて表示パネル(A)708及び表示パネル(B)709の輝度コントロールを行ったり、半導体装置712で得られる照度に合わせて操作キー704の照明制御を行ったりする。これにより携帯電話機の消費電流を抑えることができる。この半導体装置712を有することにより、携帯電話機の特性を向上させることができる。   The semiconductor device 712 detects light transmitted through the light-transmitting material portion 711 and controls the luminance of the display panel (A) 708 and the display panel (B) 709 in accordance with the detected illuminance of the external light, or the semiconductor device 712. The illumination control of the operation key 704 is performed in accordance with the illuminance obtained in the above. Thereby, current consumption of the mobile phone can be suppressed. By having the semiconductor device 712, the characteristics of the mobile phone can be improved.

図14(A)及び図14(B)に、携帯電話の別の例を示す。図14(A)及び図14(B)において、本体721は、筐体722、表示パネル723、操作キー724、音声出力部725、音声入力部726、光電変換装置を含む半導体装置727及び728を含んでいる。   14A and 14B illustrate another example of a mobile phone. 14A and 14B, a main body 721 includes a housing 722, a display panel 723, operation keys 724, an audio output portion 725, an audio input portion 726, and semiconductor devices 727 and 728 including a photoelectric conversion device. Contains.

図14(A)に示す携帯電話では、本体721に設けられた光電変換装置を有する半導体装置727により外部の光を検知することにより表示パネル723及び操作キー724の輝度を制御することが可能である。   In the mobile phone illustrated in FIG. 14A, the luminance of the display panel 723 and the operation key 724 can be controlled by detecting external light by the semiconductor device 727 including the photoelectric conversion device provided in the main body 721. is there.

また図14(B)に示す携帯電話では、図14(A)の構成に加えて、本体721の内部に光電変換装置を有する半導体装置728を設けている。光電変換装置を有する半導体装置728により、表示パネル723に設けられているバックライトの輝度を検出することも可能となる。   14B, a semiconductor device 728 including a photoelectric conversion device is provided inside the main body 721 in addition to the structure in FIG. With the semiconductor device 728 including a photoelectric conversion device, the luminance of a backlight provided in the display panel 723 can be detected.

図13及び図14では、携帯電話機に光電流を増幅して電圧出力として取り出す回路を備えた光電変換装置が用いられているので、回路基板に実装する部品点数を削減することができ、携帯電話機本体の小型化を図ることができる。   In FIG. 13 and FIG. 14, since the photoelectric conversion device provided with a circuit that amplifies the photocurrent and extracts it as a voltage output is used in the cellular phone, the number of components mounted on the circuit board can be reduced, and the cellular phone can be reduced. The size of the main body can be reduced.

図15(A)はコンピュータであり、本体731、筐体732、表示部733、キーボード734、外部接続ポート735、ポインティングマウス736等を含む。   FIG. 15A illustrates a computer, which includes a main body 731, a housing 732, a display portion 733, a keyboard 734, an external connection port 735, a pointing mouse 736, and the like.

また図15(B)は表示装置でありテレビ受像器などがこれに当たる。本表示装置は、筐体741、支持台742、表示部743などによって構成されている。   FIG. 15B shows a display device such as a television receiver. This display device includes a housing 741, a support base 742, a display portion 743, and the like.

図15(A)のコンピュータに設けられる表示部733、及び図15(B)に示す表示装置の表示部743として、液晶パネルを用いた場合の詳しい構成を図16に示す。   FIG. 16 shows a detailed structure in the case where a liquid crystal panel is used as the display portion 733 provided in the computer of FIG. 15A and the display portion 743 of the display device shown in FIG.

図16に示す液晶パネル762は、筐体761に内蔵されており、基板751a及び751b、基板751a及び751bに挟まれた液晶層752、偏光フィルタ755a及び755b、及びバックライト753等を有している。また筐体761には光電変換装置を有する半導体装置754が形成されている。   A liquid crystal panel 762 illustrated in FIG. 16 is incorporated in a housing 761, and includes substrates 751a and 751b, a liquid crystal layer 752 sandwiched between the substrates 751a and 751b, polarization filters 755a and 755b, a backlight 753, and the like. Yes. In the housing 761, a semiconductor device 754 including a photoelectric conversion device is formed.

本発明を用いて作製された光電変換装置を有する半導体装置754はRGBのLEDバックライト753からの光量をRGBそれぞれに対して感知して、その情報がフィードバックされて液晶パネル762の輝度が調節される。具体的には、RGBそれぞれのLEDの温度依存性が異なるので、RGBLEDバックライトの光量を、それぞれ検知して、LEDのばらつきの補正を行い。またLEDの劣化の補正を行うことにより、ホワイトバランスを調節する。   A semiconductor device 754 having a photoelectric conversion device manufactured by using the present invention senses the amount of light from the RGB LED backlight 753 for each of RGB, and the information is fed back to adjust the luminance of the liquid crystal panel 762. The Specifically, since the temperature dependency of each LED of RGB is different, the amount of light of the RGBLED backlight is detected and the variation of the LED is corrected. Further, the white balance is adjusted by correcting the deterioration of the LED.

図17(A)及び図17(B)は、本発明の光電変換装置、または光電変換装置を有する半導体装置をカメラ、例えばデジタルカメラに組み込んだ例を示す図である。図17(A)は、デジタルカメラの前面方向から見た斜視図、図17(B)は、後面方向から見た斜視図である。図17(A)において、デジタルカメラには、リリースボタン801、メインスイッチ802、ファインダ窓803、フラッシュ804、レンズ805、鏡胴806、筺体807が備えられている。   17A and 17B illustrate an example in which the photoelectric conversion device of the present invention or the semiconductor device including the photoelectric conversion device is incorporated into a camera, for example, a digital camera. FIG. 17A is a perspective view seen from the front side of the digital camera, and FIG. 17B is a perspective view seen from the rear side. 17A, the digital camera includes a release button 801, a main switch 802, a finder window 803, a flash 804, a lens 805, a lens barrel 806, and a housing 807.

また、図17(B)において、ファインダ接眼窓811、モニタ812、操作ボタン813が備えられている。リリースボタン801は、半分の位置まで押下されると、焦点調整機構および露出調整機構が作動し、最下部まで押下されるとシャッターが開く。メインスイッチ802は、押下又は回転によりデジタルカメラの電源のオンとオフを切り替える。   In FIG. 17B, a finder eyepiece window 811, a monitor 812, and operation buttons 813 are provided. When the release button 801 is pressed down to a half position, the focus adjustment mechanism and the exposure adjustment mechanism are operated, and when the release button 801 is pressed down to the lowest position, the shutter is opened. A main switch 802 switches the power of the digital camera on and off when pressed or rotated.

ファインダ窓803は、デジタルカメラの前面のレンズ805の上部に配置されており、図17(B)に示すファインダ接眼窓811から撮影する範囲やピントの位置を確認するための装置である。フラッシュ804は、デジタルカメラの前面上部に配置され、被写体輝度が低いときに、リリースボタン801が押下されてシャッターが開くと同時に補助光を照射する。レンズ805は、デジタルカメラの正面に配置されている。レンズ805は、フォーカシングレンズ、ズームレンズ等により構成され、図示しないシャッター及び絞りと共に撮影光学系を構成する。また、レンズの後方には、CCD(Charge Coupled Device)等の撮像素子が設けられている。   The viewfinder window 803 is an apparatus for confirming a shooting range and a focus position from the viewfinder eyepiece window 811 shown in FIG. The flash 804 is arranged at the upper front of the digital camera. When the subject brightness is low, the release button 801 is pressed to open the shutter and simultaneously emit auxiliary light. The lens 805 is disposed in front of the digital camera. The lens 805 includes a focusing lens, a zoom lens, and the like, and constitutes a photographing optical system together with a shutter and a diaphragm (not shown). In addition, an imaging element such as a CCD (Charge Coupled Device) is provided behind the lens.

鏡胴806は、フォーカシングレンズ、ズームレンズ等のピントを合わせるためにレンズの位置を移動するものであり、撮影時には、鏡胴806を繰り出すことにより、レンズ805を手前に移動させる。また、携帯時は、レンズ805を沈銅させてコンパクトにする。なお、本実施例においては、鏡胴806を繰り出すことにより被写体をズーム撮影することができる構造としているが、この構造に限定されるものではなく、筺体807内での撮影光学系の構成により鏡胴806を繰り出さずともズーム撮影が可能なデジタルカメラでもよい。   The lens barrel 806 moves the lens position in order to focus the focusing lens, the zoom lens, and the like, and moves the lens 805 forward by extending the lens barrel 806 during photographing. Further, when carrying the camera, the lens 805 is moved down to be compact. In this embodiment, the structure is such that the subject can be zoomed by extending the lens barrel 806. However, the structure is not limited to this structure, and the structure of the imaging optical system in the housing 807 is not limited. It may be a digital camera capable of zoom shooting without extending the barrel 806.

ファインダ接眼窓811は、デジタルカメラの後面上部に設けられており、撮影する範囲やピントの位置を確認する際に接眼するために設けられた窓である。操作ボタン813は、デジタルカメラの後面に設けられた各種機能ボタンであり、セットアップボタン、メニューボタン、ディスプレイボタン、機能ボタン、選択ボタン等により構成されている。   The viewfinder eyepiece window 811 is provided on the upper rear surface of the digital camera, and is a window provided for eye contact when confirming the photographing range and the focus position. The operation buttons 813 are various function buttons provided on the rear surface of the digital camera, and include a setup button, a menu button, a display button, a function button, a selection button, and the like.

本発明の光電変換装置を図17(A)及び図17(B)に示すカメラに組み込むと、光電変換装置が光の有無及び強さを感知することができ、これによりカメラの露出調整等を行うことができる。また本発明の光電変換装置はその他の電子機器、例えばプロジェクションテレビ、ナビゲーションシステム等に応用することが可能である。   When the photoelectric conversion device of the present invention is incorporated in the camera shown in FIGS. 17A and 17B, the photoelectric conversion device can sense the presence and intensity of light, thereby adjusting the exposure of the camera. It can be carried out. The photoelectric conversion device of the present invention can be applied to other electronic devices such as a projection television and a navigation system.

また本発明の光電変換装置は、上記に限定されるものではなく、光を検出する必要があるもの、例えばファクシミリ装置や自動販売機等に用いることが可能である。   The photoelectric conversion device of the present invention is not limited to the above, and can be used for a device that needs to detect light, for example, a facsimile machine or a vending machine.

なお本実施例は、必要であれば実施の形態、実施例と組み合わせることも可能である。   Note that this embodiment can be combined with the embodiment and the embodiment if necessary.

本発明は、バラツキが小さく、特性の向上した光電変換装置、及び光電変換装置を有する半導体装置を提供することが可能である。   The present invention can provide a photoelectric conversion device with small variations and improved characteristics, and a semiconductor device including the photoelectric conversion device.

本発明の光電変換装置を有する半導体装置の作製工程を示す図。4A and 4B illustrate a manufacturing process of a semiconductor device including a photoelectric conversion device of the present invention. 本発明の光電変換装置を有する半導体装置の作製工程を示す図。4A and 4B illustrate a manufacturing process of a semiconductor device including a photoelectric conversion device of the present invention. 本発明の光電変換装置を有する半導体装置の作製工程を示す図。4A and 4B illustrate a manufacturing process of a semiconductor device including a photoelectric conversion device of the present invention. 本発明の光電変換装置を有する半導体装置の作製工程を示す図。4A and 4B illustrate a manufacturing process of a semiconductor device including a photoelectric conversion device of the present invention. 本発明の光電変換装置を有する半導体装置の作製工程を示す図。4A and 4B illustrate a manufacturing process of a semiconductor device including a photoelectric conversion device of the present invention. 本発明の光電変換装置の断面図。Sectional drawing of the photoelectric conversion apparatus of this invention. 本発明の光電変換装置の断面図。Sectional drawing of the photoelectric conversion apparatus of this invention. 本発明の光電変換装置との比較図。The comparison figure with the photoelectric conversion apparatus of this invention. 本発明の光電変換装置との比較図。The comparison figure with the photoelectric conversion apparatus of this invention. 本発明の光電変換装置を有する半導体装置の断面図。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device having a photoelectric conversion device of the present invention. 本発明の光電変換装置を有する半導体装置の断面図。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device having a photoelectric conversion device of the present invention. 本発明の光電変換装置を有する半導体装置回路図。1 is a circuit diagram of a semiconductor device having a photoelectric conversion device of the present invention. 本発明の光電変換装置を組み込んだ電気機器の例を示す図。The figure which shows the example of the electric equipment incorporating the photoelectric conversion apparatus of this invention. 本発明の光電変換装置を組み込んだ電気機器の例を示す図。The figure which shows the example of the electric equipment incorporating the photoelectric conversion apparatus of this invention. 本発明の光電変換装置を組み込んだ電気機器の例を示す図。The figure which shows the example of the electric equipment incorporating the photoelectric conversion apparatus of this invention. 本発明の光電変換装置を組み込んだ電気機器の例を示す図。The figure which shows the example of the electric equipment incorporating the photoelectric conversion apparatus of this invention. 本発明の光電変換装置を組み込んだ電気機器の例を示す図。The figure which shows the example of the electric equipment incorporating the photoelectric conversion apparatus of this invention. 本発明の光電変換装置の作製工程を示す上面図。FIG. 6 is a top view illustrating a manufacturing process of a photoelectric conversion device of the present invention. 本発明の光電変換装置を有する半導体装置の断面図。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device having a photoelectric conversion device of the present invention. 本発明の光電変換装置を有する半導体装置の断面図。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device having a photoelectric conversion device of the present invention. 本発明の光電変換装置を有する半導体装置の断面図。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device having a photoelectric conversion device of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

100 絶縁表面
101 電極
102 電極
103 カラーフィルタ
104 オーバーコート層
105 光電変換層
105p p型半導体膜
105i i型半導体膜
105n n型半導体膜
106 端部
107 端部
108 端部
109 端部
111 光電変換装置
112 光電変換装置
113 電極
114 電極
115 電極
116 電極
121 電極
122 電極
123 カラーフィルタ
123R カラーフィルタ
123G カラーフィルタ
123B カラーフィルタ
124 オーバーコート層
125 光電変換層
125p p型半導体膜
125i i型半導体膜
125n n型半導体膜
133 カラーフィルタ
134 カラーフィルタ
135 オーバーコート層
136 オーバーコート層
141 半導体装置
142 増幅回路
143 光電変換装置
144 薄膜トランジスタ
145 薄膜トランジスタ
146 端子
147 端子
151 絶縁膜
153 電極
155 電極
161 絶縁膜
165 電極
166 電極
201 基板
202 下地膜
203 層間絶縁膜
204 層間絶縁膜
211 薄膜トランジスタ
212 薄膜トランジスタ
213 層間絶縁膜
221 ソース電極またはドレイン電極
222 ソース電極またはドレイン電極
701 本体(A)
702 本体(B)
703 筐体
704 操作キー
705 音声出力部
706 音声入力部
707 回路基板
708 表示パネル(A)
709 表示パネル(B)
710 蝶番
711 透光性材料部
712 半導体装置
721 本体
722 筐体
723 表示パネル
724 操作キー
725 音声出力部
726 音声入力部
727 半導体装置
728 半導体装置
731 本体
732 筐体
733 表示部
734 キーボード
735 外部接続ポート
736 ポインティングマウス
741 筐体
742 支持台
743 表示部
761 筐体
751a 基板
751b 基板
752 液晶層
755a 偏光フィルタ
755b 偏光フィルタ
753 バックライト
754 半導体装置
762 液晶パネル
801 リリースボタン
802 メインスイッチ
803 ファインダ窓
804 フラッシュ
805 レンズ
806 鏡胴
807 筺体
811 ファインダ接眼窓
812 モニタ
813 操作ボタン
1001 絶縁表面
1002 電極
1003 カラーフィルタ
1004 オーバーコート層
1005 半導体膜
1005p p型半導体膜
1005i i型半導体膜
1005n n型半導体膜
1014 オーバーコート層
1015 光電変換層
1015p p型半導体膜
1015i i型半導体膜
1015n n型半導体膜
1021 絶縁表面
1022 電極
1023 カラーフィルタ
1024 オーバーコート層
1025 光電変換層
1025p p型半導体膜
1025i i型半導体層
1025n n型半導体膜
1034 オーバーコート層
100 Insulating surface 101 Electrode 102 Electrode 103 Color filter 104 Overcoat layer 105 Photoelectric conversion layer 105p p-type semiconductor film 105i i-type semiconductor film 105n n-type semiconductor film 106 end 107 end 108 end 109 end 111 photoelectric conversion device 112 Photoelectric conversion device 113 Electrode 114 Electrode 115 Electrode 116 Electrode 121 Electrode 122 Electrode 123 Color filter 123 R Color filter 123 G Color filter 123 B Color filter 124 Overcoat layer 125 Photoelectric conversion layer 125 p p-type semiconductor film 125 i i-type semiconductor film 125 n n-type semiconductor film 133 Color filter 134 Color filter 135 Overcoat layer 136 Overcoat layer 141 Semiconductor device 142 Amplifier circuit 143 Photoelectric conversion device 144 Thin film transistor 145 Thin film transistor Dister 146 Terminal 147 Terminal 151 Insulating film 153 Electrode 155 Electrode 161 Insulating film 165 Electrode 166 Electrode 201 Substrate 202 Base film 203 Interlayer insulating film 204 Interlayer insulating film 211 Thin film transistor 212 Thin film transistor 213 Interlayer insulating film 221 Source electrode or drain electrode 222 Source electrode or Drain electrode 701 body (A)
702 Body (B)
703 Housing 704 Operation key 705 Audio output unit 706 Audio input unit 707 Circuit board 708 Display panel (A)
709 Display panel (B)
710 Hinge 711 Translucent material portion 712 Semiconductor device 721 Main body 722 Housing 723 Display panel 724 Operation key 725 Audio output portion 726 Audio input portion 727 Semiconductor device 728 Semiconductor device 731 Main body 732 Housing 733 Display portion 734 Keyboard 735 External connection port 736 Pointing mouse 741 Case 742 Support base 743 Display unit 761 Case 751a Substrate 751b Substrate 752 Liquid crystal layer 755a Polarization filter 755b Polarization filter 753 Backlight 754 Semiconductor device 762 Liquid crystal panel 801 Release button 802 Main switch 803 Finder window 804 Flash 805 Lens 806 Lens barrel 807 Case 811 Viewfinder eyepiece window 812 Monitor 813 Operation button 1001 Insulating surface 1002 Electrode 1003 Color filter 1004 E -Bar coat layer 1005 semiconductor film 1005p p-type semiconductor film 1005i i-type semiconductor film 1005n n-type semiconductor film 1014 overcoat layer 1015 photoelectric conversion layer 1015p p-type semiconductor film 1015i i-type semiconductor film 1015n n-type semiconductor film 1021 insulating surface 1022 electrode 1023 color Filter 1024 Overcoat layer 1025 Photoelectric conversion layer 1025p p-type semiconductor film 1025i i-type semiconductor layer 1025n n-type semiconductor film 1034 overcoat layer

Claims (16)

絶縁表面上に形成された第1の電極及び第2の電極と、
前記第1の電極と前記第2の電極との間にカラーフィルタと、
前記カラーフィルタを覆うオーバーコート層と、
前記オーバーコート層上に、一導電型を有する第1の半導体膜と、第2の半導体膜と、前記第1の半導体膜とは逆の導電型を有する第3の半導体膜とを有する光電変換層とを有し、
前記光電変換層の一方の端部は、前記第1の電極と接しており、
前記第1の電極は、少なくとも、前記光電変換層の一方の端部、前記カラーフィルタの一方の端部、及び前記オーバーコート層の一方の端部と重なり
前記第2の電極は、少なくとも、前記光電変換層の他方の端部、前記カラーフィルタの他方の端部、及び前記オーバーコート層の他方の端部と重なり
前記カラーフィルタの他方の端部は、前記光電変換層の他方の端部より内側にあることを特徴とする半導体装置。
A first electrode and a second electrode formed on an insulating surface;
A color filter between the first electrode and the second electrode;
An overcoat layer covering the color filter;
Photoelectric conversion including a first semiconductor film having one conductivity type, a second semiconductor film, and a third semiconductor film having a conductivity type opposite to that of the first semiconductor film on the overcoat layer. And having a layer
One end of the photoelectric conversion layer is in contact with the first electrode,
The first electrode overlaps at least one end of the photoelectric conversion layer, one end of the color filter, and one end of the overcoat layer,
The second electrode overlaps at least the other end of the photoelectric conversion layer, the other end of the color filter, and the other end of the overcoat layer,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the other end portion of the color filter is located inside the other end portion of the photoelectric conversion layer.
請求項1において、
前記第1の半導体膜は前記オーバーコート層に接して設けられ、
前記第2の半導体膜は前記第1の半導体膜に接して設けられ、
前記第3の半導体膜は前記第2の半導体膜に接して設けられ、
前記第1の電極と前記第1の半導体膜は電気的に接していることを特徴とする半導体装置。
In claim 1,
The first semiconductor film is provided in contact with the overcoat layer;
The second semiconductor film is provided in contact with the first semiconductor film;
The third semiconductor film is provided in contact with the second semiconductor film;
The semiconductor device, wherein the first electrode and the first semiconductor film are in electrical contact with each other.
請求項1または2において、
前記絶縁表面とは基板表面であり、
前記基板は、透光性を有するガラス基板または可撓性基板であることを特徴とする半導体装置。
In claim 1 or 2,
The insulating surface is a substrate surface,
The semiconductor device is a light-transmitting glass substrate or a flexible substrate.
請求項1または2において、
前記絶縁表面とは、基板上に設けられた絶縁膜の表面であり、
前記絶縁膜は、酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒素を含む酸化珪素膜、酸素を含む窒化珪素膜のうちのいずれか1つであることを特徴とする半導体装置。
In claim 1 or 2,
The insulating surface is the surface of an insulating film provided on the substrate,
The semiconductor device is characterized in that the insulating film is any one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxide film containing nitrogen, and a silicon nitride film containing oxygen.
基板上に形成された遮光層と、
前記遮光層上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成された電極と、
前記絶縁膜上に形成され、前記電極に一部が接するカラーフィルタと、
前記カラーフィルタを覆うオーバーコート層と、
前記オーバーコート層上に一導電型を有する第1の半導体膜と、第2の半導体膜と、前記第1の半導体膜とは逆の導電型を有する第3の半導体膜とを有する光電変換層とを有し、
前記光電変換層の一方の端部は、前記電極と接しており、
前記電極は、少なくとも、前記光電変換層の一方の端部、前記カラーフィルタの一方の端部、及び前記オーバーコート層の一方の端部と重なり
前記遮光層は、少なくとも、前記光電変換層の他方の端部、前記カラーフィルタの他方の端部、及び前記オーバーコート層の他方の端部と重なり
前記カラーフィルタの他方の端部は、前記光電変換層の他方の端部より内側にあることを特徴とする半導体装置。
A light shielding layer formed on the substrate;
An insulating film formed on the light shielding layer;
An electrode formed on the insulating film;
A color filter formed on the insulating film and partially in contact with the electrode;
An overcoat layer covering the color filter;
A photoelectric conversion layer having a first semiconductor film having one conductivity type, a second semiconductor film, and a third semiconductor film having a conductivity type opposite to that of the first semiconductor film on the overcoat layer. And
One end of the photoelectric conversion layer is in contact with the electrode,
The electrode overlaps at least one end of the photoelectric conversion layer, one end of the color filter, and one end of the overcoat layer,
The light shielding layer overlaps at least the other end of the photoelectric conversion layer, the other end of the color filter, and the other end of the overcoat layer,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the other end portion of the color filter is located inside the other end portion of the photoelectric conversion layer.
基板上に形成された第1及び第2の遮光層と、
前記第1及び第2の遮光層上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタを覆う層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に形成された電極と、
前記層間絶縁膜上に形成され、前記電極に一部が接するカラーフィルタと、
前記カラーフィルタを覆うオーバーコート層と、
前記オーバーコート層上に一導電型を有する第1の半導体膜と、第2の半導体膜と、前記第1の半導体膜とは逆の導電型を有する第3の半導体膜とを有する光電変換層とを有し、
前記光電変換層の一方の端部は、前記電極と接しており、
前記電極は、少なくとも、前記光電変換層の一方の端部、前記カラーフィルタの一方の端部、及び前記オーバーコート層の一方の端部と重なり
前記第1の遮光層は、少なくとも前記薄膜トランジスタと重なり、
前記第2の遮光層は、少なくとも、前記光電変換層の他方の端部、前記カラーフィルタの他方の端部、及び前記オーバーコート層の他方の端部と重なり
前記カラーフィルタの他方の端部は、前記光電変換層の他方の端部より内側にあることを特徴とする半導体装置。
First and second light shielding layers formed on a substrate;
An insulating film formed on the first and second light shielding layers;
A thin film transistor on the insulating film;
An interlayer insulating film covering the thin film transistor;
An electrode formed on the interlayer insulating film;
A color filter formed on the interlayer insulating film and partially in contact with the electrode;
An overcoat layer covering the color filter;
A photoelectric conversion layer having a first semiconductor film having one conductivity type, a second semiconductor film, and a third semiconductor film having a conductivity type opposite to that of the first semiconductor film on the overcoat layer. And
One end of the photoelectric conversion layer is in contact with the electrode,
The electrode overlaps at least one end of the photoelectric conversion layer, one end of the color filter, and one end of the overcoat layer,
The first light shielding layer overlaps at least the thin film transistor;
It said second light-shielding layer, at least the other end portion of the front Symbol photoelectric conversion layer, the other end portion of the color filter, and overlaps the other end portion of the overcoat layer,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the other end portion of the color filter is located inside the other end portion of the photoelectric conversion layer.
請求項6において、
前記第1の遮光層は、前記薄膜トランジスタの少なくともチャネル部と重なることを特徴とする半導体装置。
In claim 6,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the first light shielding layer overlaps at least a channel portion of the thin film transistor.
請求項5乃至のいずれか1項において、
前記第1の半導体膜は前記オーバーコート層に接して設けられ、
前記第2の半導体膜は前記第1の半導体膜に接して設けられ、
前記第3の半導体膜は前記第2の半導体膜に接して設けられ、
前記電極と前記第1の半導体膜は電気的に接していることを特徴とする半導体装置。
In any one of Claims 5 thru | or 7 ,
The first semiconductor film is provided in contact with the overcoat layer;
The second semiconductor film is provided in contact with the first semiconductor film;
The third semiconductor film is provided in contact with the second semiconductor film;
The semiconductor device, wherein the electrode and the first semiconductor film are in electrical contact.
基板上に形成された第1及び第2の遮光層、前記第1及び第2の遮光層に接するカラーフィルタ、及び薄膜トランジスタと、
前記カラーフィルタを覆うオーバーコート層と、
前記第1及び第2の遮光層、前記カラーフィルタ、及び前記薄膜トランジスタを覆う層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に形成された電極と、
前記層間絶縁膜上に形成され、前記電極に一部が接する光電変換層とを有し、
前記光電変換層は、一導電型を有する第1の半導体膜、第2の半導体膜、及び前記第1の半導体膜とは逆の導電型を有する第3の半導体膜を有し、
前記光電変換層の一方の端部は、前記電極と接しており、
前記電極は、少なくとも、前記光電変換層の一方の端部と重なり
前記第1の遮光層は、少なくとも、前記カラーフィルタの一方の端部及び前記オーバーコート層の一方の端部と重なり
前記第2の遮光層は、少なくとも、前記光電変換層の他方の端部、前記カラーフィルタの他方の端部、及び前記オーバーコート層の他方の端部と重なり、
前記カラーフィルタの他方の端部は、前記光電変換層の他方の端部より内側にあることを特徴とする半導体装置。
First and second light shielding layers formed on a substrate, a color filter in contact with the first and second light shielding layers, and a thin film transistor;
An overcoat layer covering the color filter;
An interlayer insulation film covering the first and second light shielding layers, the color filter, and the thin film transistor;
An electrode formed on the interlayer insulating film;
A photoelectric conversion layer formed on the interlayer insulating film and partially in contact with the electrode;
The photoelectric conversion layer includes a first semiconductor film having one conductivity type, a second semiconductor film, and a third semiconductor film having a conductivity type opposite to the first semiconductor film,
One end of the photoelectric conversion layer is in contact with the electrode,
The electrode overlaps at least one end of the photoelectric conversion layer;
It said first light-shielding layer, at least overlaps with one end portion of the one end portion and said overcoat layer of the color filter,
The second light shielding layer overlaps at least the other end of the photoelectric conversion layer, the other end of the color filter, and the other end of the overcoat layer ,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the other end portion of the color filter is located inside the other end portion of the photoelectric conversion layer.
請求項9において、In claim 9,
前記第1の半導体膜は前記層間絶縁膜に接して設けられ、The first semiconductor film is provided in contact with the interlayer insulating film;
前記第2の半導体膜は前記第1の半導体膜に接して設けられ、The second semiconductor film is provided in contact with the first semiconductor film;
前記第3の半導体膜は前記第2の半導体膜に接して設けられることを特徴とする半導体装置。The semiconductor device, wherein the third semiconductor film is provided in contact with the second semiconductor film.
請求項5乃至10のいずれか1項において、
前記基板は、透光性を有するガラス基板または可撓性基板であることを特徴とする半導体装置。
In any one of Claims 5 thru | or 10 ,
The semiconductor device is a light-transmitting glass substrate or a flexible substrate.
請求項1乃至11のいずれか1項において、
前記光電変換層の一方の端部及び他方の端部は、前記カラーフィルタの一方の端部及び他方の端部より外側にあることを特徴とする半導体装置。
In any one of Claims 1 thru | or 11 ,
One end portion and the other end portion of the photoelectric conversion layer are outside the one end portion and the other end portion of the color filter.
請求項1乃至12のいずれか1項において、
前記オーバーコート層は、有機樹脂絶縁材料を含む層、無機絶縁材料を含む層、又は、有機絶縁材料と無機絶縁材料とを含む層であることを特徴とする半導体装置。
In any one of Claims 1 thru | or 12,
The overcoat layer is a layer containing an organic resin insulating material, a layer including an inorganic insulating material, or, wherein a is a layer containing an organic insulating material and an inorganic insulating material.
請求項13において、
前記有機樹脂絶縁材料は、アクリル又はポリイミドであることを特徴とする半導体装置。
In claim 13,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the organic resin insulating material is acrylic or polyimide.
請求項13において、
前記無機絶縁材料は、窒化珪素、酸化珪素、窒素を含む酸化珪素、又は、酸素を含む窒化珪素のいずれか1つであることを特徴とする半導体装置。
In claim 13,
The semiconductor device is characterized in that the inorganic insulating material is any one of silicon nitride, silicon oxide, silicon oxide containing nitrogen, or silicon nitride containing oxygen.
請求項1乃至15のいずれか1項において、
前記第1の半導体膜、前記第2の半導体膜、及び、前記第3の半導体膜のそれぞれは、アモルファス半導体膜、又は、セミアモルファス半導体膜であることを特徴とする半導体装置。
In any one of Claims 1 thru | or 15,
Said first semiconductor layer, said second semiconductor layer, and wherein each of the third semiconductor film, an amorphous semiconductor film or a semiconductor device which is a semi-amorphous semiconductor film.
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